Крихітний датчик, який є ключовим для запобігання тепловтратам: «ще до виходу акумулятора з ладу хімічні зміни відображаються у охолоджувальній олії».
05/09/2026 15:00
Оновлено на
05/09/2026 15:00
Погіршення стану літієвої батареї може початися задовго до того, як його наслідки стануть помітними. Внутрішні хімічні зміни створюють сигнали, які зрештою залишають слід у олії, що використовується для охолодження системи.
Виявлення цих перших ознак є метою MicroSensOil — мікрофлюїдного пристрою, розробленого дослідниками Технологічного університету Монтеррея, який має на меті передбачати несправності, що можуть призвести до пожеж чи вибухів.
До появи BMS: як уникнути його обмежень
Потреба у такому типі технологій пов’язана зі зростаючим використанням літієвих акумуляторів як у електромобілях, так і в системах зберігання енергії. Їхнє поступове зношування, старіння компонентів чи забруднення охолоджувальних рідин можуть сприяти внутрішнім реакціям, які важко виявити за допомогою традиційних систем. У екстремальних ситуаціях ці реакції можуть призвести до теплової витоку, ланцюгової реакції, пов’язаної з перегрівом, що в кінцевому підсумку може спричинити пожежі та вибухи.
Проєкт очолює Давід Рамірес Ріос, інженер з цифрових систем та робототехніки, який має ступінь магістра інженерних наук та зараз навчається у третьому семестрі докторантури в Tec. Технічним радником є Хав’єр Іскьєрдо Рейес, інженер зі зв’язку та електроніки, доктор наук у галузі інженерії від Tec та з докторським ступенем від Массачусетського технологічного інституту (MIT).
Ця пропозиція виникла через обмеження традиційних систем керування акумуляторами, відомих як BMS. Ці платформи контролюють електричні параметри, такі як напруга, струм та температура, щоб визначити поведінку акумуляторів та оцінити їхній стан. Це фундаментальні інструменти, але вони можуть виявити знос лише тоді, коли пошкодження вже сильно просунулося.
MicroSensOil пропонує розглядати цю проблему з іншої точки зору: замість того, щоб чекати, поки акумулятор проявить аномальну поведінку, він намагається виявити хімічні ознаки, які з’являються на ранніх етапах його старіння. Для цього мікродатчик аналізує невеликі кількості охолоджувальної олії та намагається виявити гази чи сполуки, пов’язані з процесами деградації.
„Перш ніж акумулятор явно зламається, відбуваються внутрішні хімічні зміни, які залишають сліди в охолоджувальних оліях“, — пояснює доктор Хав’єр Іскьєрдо Рейес, професор та дослідник Школи інженерії та наук Технологічного університету Монтеррея. За його словами, метою дослідження є виявлення цього „фізико-хімічного сліду“ старіння ще до того, як його наслідки стануть очевидними.
Метою є перетворення реактивного обслуговування на прогнозувальне. Якщо ознаки зносу можна виявити достатньо завчасно, керівники системи зможуть вжити заходів, таких як зміна умов роботи чи заміна певних компонентів, ще до того, як станеться серйозна несправність.
Для створення мікродатчика дослідники використовують технології мікрофабрикації та додаткового виробництва. Метою є інтеграція електродів, каналів та систем аналізу в мікроскопічні структури, що дозволить значно зменшити кількість необхідного зразка. Після завершення наукових досліджень та експериментальної перевірки команда планує створити прототип, який буде виготовлений та протестований науковцями з Tec у спеціалізованих лабораторіях MIT.
Хоча першою сферою застосування є електромобільна галузь, передбачуваний діапазон є значно ширшим. Дослідники розглядають можливість адаптації цієї платформи для аналізу діелектричних олій, які використовуються в електричних трансформаторах, а також для моніторингу акумуляторних банків та інших промислових систем, і навіть для дослідження потенційних застосувань у медичній сфері. Метою є перетворення MicroSensOil на інструмент прогнозування технічного стану, придатний для різних галузей.
Технологія також прагне зменшити вплив на навколишнє середовище. Забезпечуючи раннє виявлення проблем та покращуючи управління системами зберігання енергії, проект має на меті подовжити їх термін служби, оптимізувати використання промислових рідин та зменшити кількість небезпечних відходів.
Елемент, який може визначити майбутнє впровадження MicroSensOil, — це його економічний потенціал. На відміну від традиційних лабораторних аналізів, які можуть вимагати сотень мілілітрів олії та дорогого обладнання, цей пристрій призначений для швидких тестів безпосередньо в місці розташування акумулятора, що дозволяє знизити вартість аналізу в 10–100 разів. Зараз команда шукає національне та міжнародне фінансування для розширення розробок та перетворення технології, створеної в Мексиці, на інструмент з можливістю міжнародного застосування.