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El sensor de presión cúbico mejora la monitorización del sobrecalentamiento en los vehículos eléctricos

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Monitorización de la presión en tiempo real que ofrece una alerta temprana para garantizar una mayor seguridad en los sistemas de baterías de litio y una gestión térmica más inteligente

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El mercado mundial de vehículos eléctricos sigue creciendo a un ritmo vertiginoso. En los vehículos eléctricos, los sistemas de baterías de litio se han convertido en un componente fundamental debido a su impacto directo en la seguridad y el rendimiento del vehículo. A medida que la densidad energética de las baterías sigue aumentando, la seguridad de los sistemas de baterías se ha convertido en una de las principales preocupaciones de los fabricantes de automóviles y los usuarios finales, especialmente debido a los riesgos de sobrecalentamiento. El sobrecalentamiento descontrolado supone un grave riesgo para la seguridad en las aplicaciones de baterías de litio. Puede desencadenarse por cortocircuitos internos, sobrecarga, sobrecalentamiento o daños mecánicos. Una vez que se inicia el proceso de fallo, la celda de la batería puede liberar calor en muy poco tiempo. El paquete de baterías puede entonces sufrir una acumulación de presión, ventilación, incendio o incluso una explosión. Por lo tanto, la detección temprana es fundamental para mejorar la seguridad del vehículo.

El cambio de presión es una señal importante durante el desbocamiento térmico de la batería. Cuando se produce una condición térmica anómala en el interior de la celda de la batería, la presión dentro del paquete de baterías o del espacio de monitorización designado puede variar rápidamente. Las investigaciones también han demostrado que las señales mecánicas, incluida la presión, pueden ser más adecuadas que la temperatura como indicadores tempranos de seguridad en determinados escenarios de fuga térmica. Por lo tanto, la monitorización de la presión en tiempo real puede ayudar a identificar condiciones anómalas de la batería en una fase más temprana. La señal de presión puede proporcionar información útil para el sistema de gestión de la batería (BMS), lo que permite al BMS aplicar estrategias de alerta más seguras.

En respuesta a la demanda del mercado, Cubic, como proveedor de primer nivel del sector de la automoción, ha desarrollado la serie de sensores de presión ATRS-1015, basada en tecnología MEMS, para la monitorización de las variaciones de presión durante episodios de fuga térmica de las baterías de litio, proporcionando una señal de alerta temprana que respalda las estrategias de alarma de seguridad. Equipada con un chip de presión de desarrollo propio, la serie ATRS-1015 ofrece un rendimiento estable, una respuesta rápida y un amplio rango de medición, lo que permite la detección rápida de cambios de presión cerca de la válvula de alivio de presión del paquete de baterías. Fabricado con componentes de grado automovilístico, el sensor de presión ATRS-1015 de Cubic está diseñado de acuerdo con los requisitos de electrónica automovilística de la norma AEC-Q100 y cumple con los requisitos de compatibilidad electromagnética (EMC) para una amplia gama de plataformas de vehículos, lo que ayuda a los clientes a simplificar la integración del sistema. Además, el sensor de presión presenta un consumo energético ultrabajo, con una corriente de reposo en modo de suspensión que alcanza el nivel de μA, lo que reduce el consumo energético del sistema durante la monitorización a bordo a largo plazo. Por otra parte, el sensor de presión transmite datos de medición en tiempo real al sistema de gestión de la batería (BMS) a través de la comunicación CAN, lo que permite estrategias de alerta temprana más seguras para los vehículos eléctricos. Además de estas características principales, la vida útil del sensor puede alcanzar los 15 años, lo que lo convierte en una solución de monitorización ideal para el desbocamiento térmico.

Más allá del sensor de presión, el desbocamiento térmico de la batería implica múltiples cambios físicos y químicos que pueden proporcionar otras valiosas señales de alerta temprana. Para facilitar una monitorización más exhaustiva, Cubic ofrece una amplia gama de sensores que abarca la detección de CO₂, CO, H₂, aerosoles y vapores de electrolito. Gracias a su capacidad para detectar múltiples señales, es posible identificar los distintos indicadores generados durante las diferentes fases del sobrecalentamiento, lo que proporciona al sistema de gestión de la batería información más completa para respaldar las estrategias de alerta temprana y seguridad.

Aprovechando su amplia experiencia en el desarrollo y la producción independientes de componentes esenciales de grado automovilístico, Cubic ha establecido sólidas capacidades de desarrollo de software alineadas con las normas ASPICE. Además, un sistema de gestión de la calidad certificado según la norma IATF 16949 ayuda a garantizar que las soluciones integrales de Cubic para el sobrecalentamiento cumplan los estrictos requisitos de calidad del sector automovilístico. Las soluciones contra el sobrecalentamiento se han adoptado en una amplia gama de programas de fabricantes de equipo original (OEM) de todo el mundo, demostrando un rendimiento fiable a través de su funcionamiento a largo plazo en condiciones reales.