En foco: Desmontando el 'arte oscuro' de las baterías de iones de litio

"Puedo hablar de iones de litio todo el día", dice Nick Holland (director de la división marina OEM de EMEA en Navico Grupo). “Es un arte un poco oscuro para mucha gente. Dicen que no van a ir allí porque "parece una caja de gusanos". Bueno, no lo es”.

Holland ha estado involucrado con Mastervolt, parte del Grupo Brunswick, durante más de una década. La empresa inició su viaje hacia las baterías de iones de litio en 2009.

"Desde que llegamos al mercado, la curva de aprendizaje para nosotros (para mí y para el equipo de ingeniería) fue vertical", dice Holland. "Ya contamos con nuestra batería de cuarta generación".

Holland señala que la gama actual (varios tamaños y voltajes diferentes) lleva catorce años en desarrollo y, en ese tiempo, la tecnología se ha centrado en crear parámetros de seguridad dentro de la propia batería. De este modo, Mastervolt ha creado un sistema de gestión de batería que permite que cada dispositivo que pone energía en el banco de baterías (y la batería misma) se comunique con cada uno de forma individual.

Tecnología de batería inteligente

"Se necesita alguna tecnología realmente inteligente que funcione de forma completamente automatizada, y protección alrededor de la instalación y la batería para que sea segura", afirma Holland. “Eso significa que la tecnología debe automatizarse y cubrir todas las eventualidades. Entonces, si tiene un sobrevoltaje, la batería debe poder apagar las fuentes de carga. Si tiene una descarga muy profunda (lo que puede ocurrir si la batería no está configurada correctamente), debe poder desconectar las cargas de la batería para dejar de extraer más corriente de una batería que ya está profundamente descargada. Debe poder apagar la batería si tiene algo así como un exceso de temperatura en una de las celdas.

“Podemos desconectar cargas”, continúa. “Podemos enviar un comando de 'detener la carga' durante un período de tiempo, digamos diez minutos, mientras la temperatura se reduce o mientras la batería se equilibra. Hay muchas cosas inteligentes que podemos hacer.

“Para poder hacer eso, necesitas algunos productos adicionales, que es donde Navico El grupo entra. Necesita relés e interruptores de batería adicionales y formas de encender algunos de esos dispositivos externos. Tenemos una batería que puede hacerlo por sí misma. Está hablando con los dispositivos de carga. Se trata de hablar con los alternadores, los cargadores de baterías, los cargadores solares, cualquier cosa que genere energía y que vaya al banco de baterías de iones de litio.

“La batería sabe exactamente lo que sucede dentro de sí misma y dentro de las celdas. Entonces la batería puede decir 'espera un minuto, me estoy llenando, deja de enviarme mucha energía'. La batería apagará el alternador incluso si el motor todavía está funcionando. Si la batería se carga con un cargador de batería, ocurre lo mismo. Si se está llenando, puede decirle al cargador o a diez cargadores; puede decirles a todos "Estoy lleno, dejen de cargar".

Holanda ha citado anteriormente El desarrollo de baterías permitirá que Fathom se haga realidad., (un completo sistema de gestión de energía eléctrica, esencialmente un sistema de funcionamiento silencioso que genera, almacena, convierte y distribuye energía de CA), pero señala que no todas las baterías de iones de litio se desarrollan como las de Mastervolt.

“La gente debería preocuparse por las baterías de iones de litio, dependiendo de dónde las obtengan. Es una tecnología que existe desde hace bastante tiempo y existen diferentes tipos de tecnología de iones de litio. Parte de ella tiene una densidad muy alta pero es muy inestable, otra parte es completamente estable pero no tiene una densidad muy alta, y hay algunas cosas en el medio.

“Los fabricantes responsables que venden la tecnología tienden a pecar de cautelosos en los tipos de iones de litio que incorporan a sus baterías. Utilizamos LifePO4, que es una tecnología probada. Es relativamente estable y tiene propiedades de densidad bastante buenas. Por eso es una buena batería”.

Aunque las propiedades podrían estar demostradas, Holland advierte contra malas instalaciones.

“He visto problemas muchas veces a lo largo de los años donde las personas instalan baterías sin la capacitación adecuada, sin ninguna protección o porque han tomado atajos, tal vez por falta de conocimiento o por pereza.

“Normalmente, cuando tienes un problema en un barco con una batería de iones de litio, el 99 por ciento de las veces no se debe a una batería defectuosa. Todo se reducirá a una mala instalación que no ha contado con la protección y seguridad necesarias en el exterior para evitar que ocurra un evento. Un evento podría ser un incendio a bordo de un barco. Es necesario implementar medidas antes de tener suficiente calor en el sistema como para iniciar un incendio”.

Esta cuestión fue destacada en MIN en junio de 2022, como algunos Las compañías de seguros se negaban a asegurar barcos con autoinstalaciones a bordo.

“Todo el mundo conduce estos Teslas y no se incendian. Y todos tenemos teléfonos móviles en nuestros bolsillos y todos tienen baterías de iones de litio y no se están incendiando, eso es porque todas estas cosas tienen protección para evitar que eso suceda y es lo mismo con un buque. Si cuentas con la protección adecuada, creada por las personas adecuadas que saben de lo que están hablando, no tendrás ningún problema”.

Madurez de instalación

Debido a la rica tecnología interna de la batería, Holland dice que la instalación ha madurado a lo largo de los años. Mientras que antes los instaladores tenían que introducir protección en el sistema a través de una computadora portátil, “los estándares en términos de lo que queremos que haga la batería (si esto entonces hace aquello) ahora están automatizados dentro de la propia batería. Los 'eventos' de batería están integrados. Pero aún necesitas un poco de experiencia para instalarlos. Es por eso que tenemos un programa de capacitación bastante completo para nuestros instaladores, nuestros socios técnicos y nuestros distribuidores, para que puedan instalar sistemas confiables y seguros.

“Para cada instalación de iones de litio, crearemos un esquema para el cliente: todo estará ahí. Tenemos un conjunto de prácticas y pasamos por una serie de etapas para instalar las baterías y ponerlas en funcionamiento. Luego tenemos un proceso de prueba para asegurarnos de que todos los aspectos de seguridad funcionen. Creamos eventos 'falsos' para probar que la batería puede apagar los cargadores, los alternadores, los reguladores solares, los generadores eólicos, los generadores hidráulicos. Eso es lo primero que hacemos. Nos aseguramos de poder controlar todo en la red y luego nos aseguramos de que podemos hacer otras cosas, como volver a encender las cosas. No necesitamos la intervención del usuario para empezar a hacer cosas si algo sale mal. Todos los aspectos de seguridad y protección están integrados.

"No hay mucho que no haya visto sobre los iones de litio a lo largo de los años", concluye Holland. "Si simplemente lo entiendes y sabes cómo hacerlo correctamente, es realmente seguro".