Mercedes se prepara para controlar las celdas individuales de la batería. Microcontroladores, control directo de CC y CA

Mercedes está trabajando en el proyecto Power Converter, en el marco del cual cada [pequeño] conjunto de celdas en la batería dispondría de su propio microcontrolador con microconvertidor. Este controlaría el flujo de energía de tal manera que en la salida de la batería se obtuvieran las tensiones y corrientes precisamente necesarias. La tecnología se encuentra en una fase muy temprana, pero ya hoy permite alcanzar una potencia de hasta 3 kW. La dirección del desarrollo parece prometedora.

Conexiones en paralelo y microcontroladores. No suena tan caro como podría parecer.

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Conexiones en paralelo y microcontroladores. No suena tan caro como podría parecer.

¿Y cómo es esto hoy en día?

Comencemos con lo que anuncia el fabricante: gracias a la conexión en paralelo de los grupos de celdas —como podemos suponer, junto con los módulos de comunicación— todo el conjunto es capaz de coordinarse para que la batería pueda alimentar directamente el motor, independientemente del nivel de carga y de la antigüedad de las celdas (fuente), por supuesto, dentro de los límites permitidos por la física. La empresa ya no tendría que diseñar el automóvil en torno a una arquitectura específica (400 V, 800 V, etc.), ya que sería el software de la batería quien la determinaría.

Los sistemas de control ubicados en la carcasa del paquete harían que los convertidores de frecuencia dejaran de desempeñar una de las funciones clave en las instalaciones de los automóviles eléctricos. La batería enviaría energía “por sí sola” a los dispositivos principales, ya que los microconvertidores pueden proporcionar en su salida corriente continua (CC) o corriente alterna (CA). Lo mismo aplica a los dispositivos externos (V2L) o al flujo de energía en la dirección opuesta, es decir, a la carga. Los microconvertidores recibirían corriente alterna y la transformarían en corriente continua que llegaría a las celdas, sin la intervención de cargadores AC-DC integrados.

El grupo Stellantis tiene una idea similar para deshacerse de los costosos convertidores de frecuencia: cada módulo de batería dispondría de su propio sistema de control (microconvertidor), lo que permitiría conectar los motores directamente a la conexión de la batería

Pero eso no es todo: dado que la celda de Li-ion pasaría de ser un simple cilindro metálico a uno con interfaz de comunicación, cada celda podría tener una edad y una química diferentes. La electrónica se encargaría de que la corriente de salida cumpliera con parámetros específicos. Y si resultara que una celda se ha degradado y no puede mantenerse dentro de los rangos establecidos, quedaría desconectada de forma permanente. Para el conductor el cambio sería imperceptible, ya que estamos hablando de desconectar uno de los cientos o miles de elementos del sistema.

¿Y cómo es esto hoy en día?

Hoy la situación es completamente diferente: incluso una sola celda que no funcione correctamente puede hacer que toda la batería opere únicamente con los parámetros que son seguros para ella. Una gran variación en las tensiones hace que la batería se cargue solo hasta el 80 por ciento de su capacidad original [ya que algunas celdas alcanzan entonces tensiones peligrosamente altas] y se descargue hasta el 40 por ciento [porque otras celdas alcanzan entonces tensiones peligrosamente bajas]. Es decir, de los 100 por ciento iniciales de capacidad, al usuario le quedan realmente solo el 40 por ciento.

Añadamos que mezclar celdas con diferentes químicas no es una idea nueva; la china CATL ya dispone de tales paquetes (CATL Freevoy, ilustración a continuación). Pero están diseñados con mucha precaución, contando con diversas estrategias de funcionamiento para cada tipo de química. En la concepción de Mercedes, el BMS principal ni siquiera tendría que saber qué es exactamente lo que gestiona, ya que la gestión a nivel microcorriente correría a cargo de un microcontrolador en el nivel de una celda o de varias celdas.

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