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Una batería combinada para automóviles
Ha comenzado la carrera para encontrar la química de batería ideal para vehículos híbridos enchufables y vehículos totalmente eléctricos, pero una startup en Indiana cree que una combinación de diferentes tecnologías de almacenamiento podría ser la mejor manera de mejorar el rendimiento del vehículo y reducir los costos. La tecnología de la empresa permite que los vehículos funcionen con una combinación de pilas de combustible, ultracondensadores y baterías de plomo-ácido anticuadas.
Interruptor inteligente: Indy Power Systems ha desarrollado Multi-Flex Energy Management System, un convertidor de energía del tamaño de una computadora portátil. El sistema permite a los fabricantes de vehículos eléctricos enchufables utilizar una combinación de fuentes de energía, incluidas baterías de plomo-ácido y de iones de litio y ultracondensadores, y optimiza la combinación para aumentar la vida útil de la batería, mejorar el rendimiento y reducir los costos.
Con sede en Noblesville Sistemas de energía de Indy ha desarrollado un sistema de gestión de energía para vehículos que puede cambiar rápidamente entre dos o más fuentes de energía, incluso cuando sus voltajes son diferentes. Es básicamente un interruptor que dirige la energía en cualquier cantidad y en cualquier dirección, dice Steve Tolen, director ejecutivo y fundador de Indy Power, que opera en Purdue Research Park. El hardware maneja la conmutación y el software maneja el tiempo y las cantidades.
Tolen dice que el paquete de electrónica de potencia, llamado Multi-Flex Energy Management System, es solo un poco más grande que una computadora portátil. Lo describe como un convertidor CC a CC personalizado, controlado por software, bidireccional y variable.
Imagínese agregar agua fría y caliente a una tina. Podemos agregar una cantidad variable de calor y una cantidad variable de frío en diferentes volúmenes para que coincida con el flujo de salida del desagüe, que también puede ser variable, explica Tolen. En otras palabras, el motor puede solicitar diferentes cantidades de corriente, y podemos proporcionar eso, y en diferentes proporciones de las dos (o más) fuentes de energía, independientemente del voltaje de las fuentes de energía.
Por ejemplo, un vehículo eléctrico podría tener paquetes de baterías de iones de litio y de plomo-ácido. Las baterías de plomo-ácido avanzadas pueden ser más baratas, pero también son más pesadas y se deterioran más rápidamente si se agotan y recargan regularmente. Las baterías de iones de litio son generalmente más robustas y ligeras, pero son mucho más caras. Combinar los dos significa que puede usar menos de cada uno. E igualmente importante, dice Tolen, las dos químicas se pueden equilibrar entre sí para optimizar el rendimiento. Por ejemplo, la batería de iones de litio se puede utilizar para aliviar la tensión de la batería de plomo-ácido y prolongar su vida útil, y viceversa.
Reza Iravani , profesor de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Toronto, dice que el sistema de Indy Power es parte de una tendencia hacia un mayor énfasis en el almacenamiento híbrido. Por ejemplo, dice, investigadores en Australia han diseñado un sistema de batería de automóvil que combina la tecnología de plomo-ácido con supercondensadores, lo que resulta en un aumento de cuatro veces en la vida útil de las baterías de plomo-ácido.
El concepto está siendo perseguido por muchos grupos de investigación diferentes, dice Iravani, quien está trabajando en un sistema similar que las empresas de servicios públicos podrían usar para cambiar entre tecnologías de almacenamiento de energía y fuentes de energía renovable, como la eólica y la solar. Iravani dice que dentro de cinco o seis años, los enfoques híbridos mejorarán significativamente el rendimiento de los sistemas de almacenamiento de energía.
Indy Power ya ha demostrado su tecnología en carritos de golf y se está ampliando a vehículos aptos para autopistas. Un fabricante se acercó a la compañía la semana pasada, dice Tolen, para decirle que estaba interesado en combinar dos químicas de iones de litio diferentes y un paquete de baterías de plomo-ácido en un vehículo híbrido enchufable.
El sistema de Indy también se puede personalizar con una simple actualización de software, dice Tolen. Él prevé un día en el que podamos mejorar el rendimiento de los vehículos de la misma manera que agregamos RAM a las computadoras. Mi esposa nunca conduce más de 20 millas al día, por lo que probablemente pondría 100 por ciento de plomo ácido en su vehículo. Algunas personas pueden querer recorrer 40 millas, por lo que tendrán cinco kilovatios-hora de baterías de iones de litio y tal vez 15 kilovatios-hora de plomo-ácido. Depende de las preferencias. Solo necesitamos cambiar el paradigma de cómo compramos autos.
La empresa cuenta con algunos veteranos técnicos detrás. Uno de sus directores es Bill Wylam , un ex ingeniero de General Motors que fue responsable del desarrollo del sistema de propulsión para el automóvil eléctrico EV1 de GM. El director de operaciones de Indy Power es Bob Galyen , quien ayudó a desarrollar el paquete de baterías para el prototipo EV1.
Tolen dice que Indy Power también ha sido contactado por empresas de servicios públicos que quisieran ver el sistema Multi-Flex ampliado para aplicaciones basadas en redes. Iravani dice que vender al sector eléctrico será más difícil dada su aversión al riesgo, pero cree que la combinación de electrónica de potencia y almacenamiento de energía híbrida podría aumentar la confiabilidad de la red y permitir que las empresas de servicios públicos utilicen más energía renovable.