Крошечный датчик, который играет ключевую роль в предотвращении тепловых утечек: «до разряда батареи химические изменения отражаются в охлаждающем масле».

05/09/2026 15:00

Обновлено до

05/09/2026 15:00

Ухудшение состояния литиевого аккумулятора может начаться задолго до того, как его последствия станут заметны. Внутренние химические процессы создают сигналы, которые в конечном итоге оставляют след в масле, используемом для охлаждения системы.

Целью устройства MicroSensOil, разработанного исследователями Технологического университета Монтеррея, является обнаружение этих первых признаков — микрофлюидного устройства, предназначенного для прогнозирования неисправностей, способных привести к пожарам или взрывам.

До появления BMS: как избежать его ограничений

Необходимость в таком типе технологии связана с растущим использованием литиевых аккумуляторов как в электромобилях, так и в системах хранения энергии. Их постепенное разрушение, старение компонентов или загрязнение охлаждающих жидкостей могут способствовать возникновению внутренних реакций, труднообнаружимых с помощью традиционных систем. В экстремальных ситуациях эти реакции могут привести к тепловым утечкам, цепной реакции, связанной с перегревом, что в конечном итоге может вызвать пожары и взрывы.

Проект возглавляет Давид Рамирес Риос, инженер в области цифровых систем и робототехники, имеющий степень магистра в области инженерных наук и в настоящее время находящийся на третьем семестре докторантуры в Tec. Техническим консультантом является Хавьер Искьердо Рейес, инженер в области связи и электроники, доктор наук в области инженерии от Tec с постдокторской степенью, полученной в Массачусетском технологическом институте (MIT).

Идея проекта возникла из-за ограничений традиционных систем управления аккумуляторами, известных как BMS. Эти платформы контролируют такие электрические параметры, как напряжение, ток и температура, чтобы изучать поведение аккумуляторов и оценивать состояние их работоспособности. Это важнейшие инструменты, однако они могут обнаружить ухудшение только тогда, когда повреждения уже достигли значительной степени.

MicroSensOil предлагает рассматривать проблему с другой точки зрения: вместо ожидания проявления аномального поведения аккумулятора он направлен на выявление химических признаков, появляющихся на ранних этапах его старения. Для этого микродатчик анализирует небольшие объемы охлаждающего масла и пытается обнаружить газы или соединения, связанные с процессами разрушения.

«Прежде чем аккумулятор явно выйдет из строя, происходят внутренние химические изменения, которые оставляют следы в охлаждающем масле», — объясняет доктор Хавьер Искьердо Рейес, профессор и исследователь Школы инженерии и наук Технологического университета Монтеррея. По его словам, цель исследования — распознать эту «физико-химическую отметку» старения до того, как ее последствия станут очевидными.

Цель заключается в преобразовании реактивного обслуживания в прогнозируемое. Если сигналы деградации можно выявить заблаговременно, ответственные за систему смогут принять меры, такие как изменение условий работы или замена определенных компонентов, до того как произойдет серьезная неисправность.

Для создания микродатчика исследователи используют технологии микрофабрикации и аддитивного производства. Предполагается интегрировать электроды, каналы и системы анализа в микроскопические структуры, тем самым значительно сократив количество необходимого образца. После завершения научных исследований и экспериментальной верификации команда планирует создать прототип, который будет произведен и протестирован учеными из Tec в специализированных лабораториях MIT.

Хотя первой сферой применения является электромобилестроение, планируемые возможности гораздо шире. Исследователи рассматривают возможность адаптации этой платформы для анализа диэлектрических масел, используемых в электротрансформаторах, а также для мониторинга аккумуляторных банков и других промышленных систем, включая изучение потенциальных применений в медицинской сфере. Цель состоит в том, чтобы превратить MicroSensOil в инструмент прогнозируемого технического обслуживания, применимый в различных отраслях.

Технология также направлена на снижение воздействия на окружающую среду. Обеспечивая раннее выявление проблем и улучшая управление системами хранения энергии, проект призван продлить срок их службы, оптимизировать использование промышленных жидкостей и сократить образование опасных отходов.

Фактор, который может определить будущее внедрение MicroSensOil, — это его экономический потенциал. В отличие от традиционных лабораторных анализов, которые могут требовать сотен миллилитров масла и дорогостоящего оборудования, это устройство предназначено для проведения быстрых тестов непосредственно в месте нахождения аккумулятора, что позволяет снизить стоимость анализа в 10–100 раз. В настоящее время команда ищет национальное и международное финансирование для расширения разработок и превращения технологии, созданной в Мексике, в инструмент с возможностью международного применения.