Ultra

Aug 21, 2023

Los reemplazos de baterías tienen un impacto crítico en la longevidad, el rendimiento y el costo de los vehículos comerciales eléctricos. Los sistemas especializados de baterías de ultra alta energía podrían proporcionar la respuesta.

En comparación con los automóviles eléctricos, los vehículos comerciales eléctricos (eCV) exigen prioridades significativamente diferentes de sus baterías. Para los automóviles, el costo de compra inicial, la energía y la densidad de potencia son consideraciones principales, pero para los vehículos eléctricos eléctricos, el costo total de propiedad es fundamental y depende en gran medida de la cantidad de reemplazos de batería durante la vida útil del vehículo. La robustez mecánica, la longevidad, el tamaño compacto y el peso de la batería son más importantes para un uso continuo a largo plazo mientras se mantiene la capacidad de carga útil del vehículo lo más alta posible.

BorgWarner ha desarrollado un sistema de batería de ultra alta energía (UHE) para aplicaciones de transmisión eléctrica de uso intensivo de energía que funcionan a hasta 750 V. La vida útil de la batería es de hasta 4000 ciclos y, en comparación con la tecnología actualmente en uso, aumenta significativamente la autonomía del vehículo eléctrico. Las celdas pueden optimizarse en cuanto a energía para permitir la carga de oportunidad para el tráfico urbano, u optimizar la densidad de energía para el tráfico de larga distancia que se carga durante la noche.

Los módulos de batería de celda cilíndrica (CYC) de BorgWarner sirven como fuente de alimentación en el paquete de batería UHE. Cada módulo CYC contiene 600 celdas de iones de litio que dan una densidad de energía de alrededor de 221 Wh/kg; nueve módulos están conectados en serie para crear un paquete de baterías de 9 AKM que proporciona 98kWh hasta 750V. Con un peso de solo 560 kg y unas medidas de 1720 x 700 x 300 mm, esta solución compacta y de alta densidad energética puede equipar autobuses urbanos y autocares interurbanos con capacidades de sistema de batería de 400 a 1000 kWh, según el tamaño del vehículo, el doble que la generación actual de baterías.

El sistema de gestión de baterías comprende una unidad de gestión de baterías desarrollada internamente y circuitos de supervisión de celdas, además del software correspondiente. Proporciona funciones de seguridad primarias, incluida la protección contra sobretemperatura, sobrevoltaje/bajo voltaje y sobrecorriente, y también realiza diagnósticos detallados de todos los actuadores y sensores, así como funciones innovadoras de alto nivel, como la estimación del estado de la batería.

El paquete de baterías UHE está equipado con refrigeración líquida extremadamente eficaz a nivel de módulo para proporcionar una distribución uniforme de la temperatura y un funcionamiento dentro del rango de temperatura preferido, lo que garantiza una alta disponibilidad de potencia y energía y contribuye a retrasar el envejecimiento de las celdas de la batería.

La máxima protección contra la propagación del fuego resultante de un evento térmico se logra con una combinación de dispositivos de seguridad activos y pasivos tanto a nivel del módulo CYC como del paquete de baterías.

Cada celda del módulo CYC está separada de la siguiente por un espacio cuidadosamente calculado y cubierta por un compuesto de encapsulado optimizado. Si ocurriera un evento térmico a nivel de celda, se evitaría la propagación térmica entre celdas vecinas y los gases calientes se disiparían de manera segura y controlada. No ocurre la activación de celdas adyacentes dentro del módulo o en el módulo vecino; ni siquiera cambian su estado de carga. Como medida de seguridad adicional en caso de un cortocircuito interno o externo, los enlaces de cables que conectan las celdas a los PCB laterales actuarían como fusibles para grupos de celdas. Los módulos CYC están separados entre sí por materiales ignífugos para evitar la propagación del fuego entre módulos.

A nivel de paquete de baterías, existen elementos de seguridad adicionales dentro del hardware y el software. La construcción de acero rígido del módulo CYC se complementa con refuerzos adicionales entre los módulos, y una carcasa robusta de acero inoxidable protege el paquete completo de baterías contra daños en caso de un accidente automovilístico. El material de aislamiento térmico rodea las celdas de la batería para protegerlas contra los peligros ambientales, como un incendio de combustible. El sistema de refrigeración eficiente y los algoritmos predictivos integrados en el software del sistema de gestión de la batería proporcionan capas adicionales de seguridad.

Usando instalaciones de carga rápida, el paquete de baterías UHE se puede cargar a una velocidad de hasta 1C. La infraestructura de carga rápida de hasta 500kW también es compatible. Todos los componentes electrónicos principales, excepto los módulos CYC, están alojados en una caja de contactores extraíble, lo que permite cambiar el compartimiento de la electrónica en el campo sin necesidad de técnicos capacitados en alto voltaje o desmontar el paquete de baterías del vehículo.

BorgWarnerLa tecnología de baterías AKM ganó un Premio a la Innovación de Busworld, la feria comercial líder de la industria europea de autobuses y ya ha sido elegida por los dos OEM europeos más grandes para aplicaciones de autobuses y camiones.