Por Joe Holdsworth, fundador y director general de Metis Engineering
La reciente llamada a revisión de más de 320.000 vehículos híbridos enchufables Jeep Wrangler 4xe y Grand Cherokee 4xe es un claro recordatorio de que la seguridad de las baterías de los vehículos eléctricos e híbridos sigue siendo uno de los retos más acuciantes de la industria del automóvil. Esta situación, que aconseja a los propietarios aparcar sus vehículos en el exterior, lejos de edificios, y dejar de cargarlos por completo hasta que se encuentre una solución, pone de manifiesto una laguna fundamental en los actuales sistemas de seguridad de las baterías.
El problema se centra en los daños en los separadores de las celdas de las baterías Samsung SDI, que pueden provocar fugas térmicas e incendios en los vehículos. Lo que hace que esta llamada a revisión sea especialmente preocupante es que representa el tercer intento de solucionar el mismo problema. Las soluciones anteriores basadas en software han fracasado, y se han producido nueve incendios en vehículos que ya habían recibido la solución anterior. Esta progresión revela una verdad crítica sobre la seguridad de las baterías que muchos en la industria se resisten a reconocer: cuando los sistemas convencionales de gestión de baterías detectan un problema, puede que ya sea demasiado tarde para evitar un fallo catastrófico.
Los daños en el separador de la batería no son un simple modo de fallo. El separador es una fina membrana porosa que mantiene separados los electrodos positivo y negativo y permite el paso de iones durante la carga y la descarga. Cuando este separador se ve comprometido, ya sea por defectos de fabricación, tensión mecánica o degradación con el paso del tiempo, crea una vía de contacto directo entre los electrodos. Este cortocircuito genera un intenso calentamiento localizado, que puede desencadenar una reacción en cadena conocida como fuga térmica.
Lo que hace que el desbordamiento térmico sea tan peligroso es su velocidad e intensidad. Una vez iniciado, el proceso puede propagarse de célula a célula en cuestión de minutos, con temperaturas que pueden superar los 800 °C. Los sistemas tradicionales de gestión de baterías (BMS) controlan principalmente la tensión, la corriente y la temperatura a nivel del pack. Aunque estos sistemas pueden detectar algunas anomalías, a menudo tienen dificultades para identificar los sutiles precursores que se producen en cada célula antes de que se produzca el desbordamiento térmico.
Los 19 incendios registrados en relación con esta llamada a revisión demuestran que los métodos de control convencionales son insuficientes. Estos vehículos estaban equipados con sistemas BMS estándar, pero aun así se produjeron incendios. Algunos vehículos se incendiaron mientras estaban aparcados y apagados, lo que indica que los modos de fallo van más allá de los escenarios operativos que los sistemas tradicionales están diseñados para controlar.
La clave para evitar incendios en las baterías no es sólo detectar los problemas, sino detectarlos con la suficiente antelación para tomar medidas preventivas. Aquí es donde los sistemas BMS actuales se quedan cortos. Cuando los sensores convencionales registran temperaturas anormales, las reacciones químicas que conducen al desbordamiento térmico pueden ser ya irreversibles.
Precisamente por eso hemos desarrollado el Guardia celular sensor de seguridad de baterías. En lugar de supervisar el conjunto de la batería, Cell Guard funciona a nivel de celda individual, detectando la emisión de gases que se produce durante las primeras fases del desbordamiento térmico. Este desprendimiento de gases, que contiene compuestos orgánicos volátiles, comienza mucho antes de que los picos de temperatura resulten evidentes para los sensores convencionales.
Cómo habría cambiado la situación con Cell Guard
Si los vehículos Jeep retirados del mercado hubieran estado equipados con sensores Cell Guard, los propietarios habrían recibido una alerta temprana de la ventilación de las celdas de la batería mucho antes de que se produjera cualquier riesgo de incendio. La capacidad del sensor para detectar emisiones de COV a nivel de celda individual significa que puede identificar problemas con daños en el separador tan pronto como la celda comprometida comienza a mostrar signos de estrés.
En la práctica, esto habría transformado por completo el escenario de la retirada. En lugar de decir a los propietarios que aparcaran fuera y evitaran cargar sus vehículos indefinidamente, el sistema Cell Guard les habría alertado de las celdas específicas que mostraran señales de alerta temprana. Estos datos permitirían intervenir de forma selectiva y sustituir módulos individuales en lugar de esperar a que se desarrolle una solución completa para el paquete de baterías.
El sensor se integra directamente en los sistemas de bus CAN del vehículo, proporcionando datos en tiempo real tanto al ordenador de a bordo del vehículo como, en caso necesario, a los sistemas de gestión de flotas o a las plataformas de supervisión del fabricante. Esto significa que la primera indicación de un problema no sería humo o fuego, sino una alerta de diagnóstico que podría abordarse mediante el mantenimiento rutinario.
Más allá de la seguridad individual de los vehículos
Las implicaciones de esta retirada van mucho más allá de los 320.000 vehículos afectados. Plantea cuestiones fundamentales sobre la forma en que la industria del automóvil aborda la seguridad de las baterías en un mercado en rápida expansión como es el de los vehículos eléctricos e híbridos enchufables. Con la previsión de que los vehículos eléctricos e híbridos enchufables representen una parte cada vez más importante de las ventas de vehículos nuevos, el actual enfoque reactivo de la seguridad de las baterías es insostenible.
El impacto financiero por sí solo es sustancial. Esta retirada costará a Stellantis cientos de millones en costes directos, por no mencionar el inconmensurable daño a la reputación de la marca y a la confianza de los clientes. Las compañías de seguros ya están reevaluando las primas de los vehículos eléctricos, e incidentes como este no harán sino acelerar esa tendencia. Para los propietarios que no puedan utilizar sus vehículos según lo previsto, los inconvenientes personales y económicos son significativos.
Y lo que es más grave, estos problemas de seguridad tan sonados corren el riesgo de minar la confianza del público en la tecnología de los vehículos eléctricos en un momento crucial para la transición de la industria hacia el abandono de los combustibles fósiles. Cada incendio, cada llamada a revisión, cada titular dramático crea dudas entre los compradores potenciales de VE y proporciona munición a los que se resisten a la transición hacia la electrificación.
El papel de la supervisión proactiva
Lo que el sector necesita es pasar de una supervisión reactiva de la seguridad de las baterías a una proactiva. Cell Guard representa este nuevo enfoque. Al supervisar continuamente las señales químicas de la degradación de las celdas, el sistema proporciona a los fabricantes y operadores datos procesables antes de que surja cualquier riesgo para la seguridad.
Esta supervisión proactiva ofrece múltiples ventajas. Para los fabricantes, proporciona datos de rendimiento reales que pueden servir de base para mejorar el diseño de las baterías y los procesos de control de calidad. Para los operadores de flotas, permite programar el mantenimiento predictivo, reducir el tiempo de inactividad y prolongar la vida útil de las baterías. A los propietarios de vehículos, les da la tranquilidad de saber que su inversión se supervisa continuamente para garantizar la seguridad.
La tecnología también aborda uno de los aspectos más difíciles de la seguridad de las baterías: la imprevisibilidad de los modos de fallo. A diferencia de los componentes mecánicos, que fallan de forma relativamente predecible en función del desgaste y los patrones de uso, las celdas de las baterías pueden fallar debido a defectos de fabricación invisibles, daños causados por el transporte o una degradación sutil que se acumula con el tiempo. La supervisión continua de Cell Guard detecta estos problemas independientemente de su origen.
Integración y modernización
Una de las preguntas que recibimos con frecuencia es si Cell Guard puede adaptarse a los vehículos existentes. La respuesta es sí, aunque la complejidad varía en función de la arquitectura del vehículo. Para los vehículos en producción, la integración es sencilla, ya que el sensor puede incorporarse al diseño del paquete de baterías y conectarse a la infraestructura de bus CAN existente.
Para las flotas existentes, la adaptación es posible, pero requiere acceder al paquete de baterías. Dada la gravedad de la actual llamada a revisión de Jeep, este podría ser un momento oportuno. Si la solución de Stellantis requiere una intervención física en las baterías, la incorporación de sensores Cell Guard durante ese proceso proporcionaría una capa adicional de seguridad y ayudaría a restablecer la confianza de los clientes en estos modelos.
La industria del automóvil se encuentra en un punto de inflexión. La transición a la movilidad eléctrica es inevitable y necesaria, pero debe realizarse de forma segura. Las retiradas de productos como ésta no tienen por qué convertirse en rutina. Con la tecnología de detección adecuada desplegada en el lugar adecuado del sistema, podemos detectar y solucionar los problemas de las baterías antes de que se conviertan en riesgos para la seguridad.
Un llamamiento a las normas del sector
Esta retirada debería suscitar un debate más amplio sobre las normas de seguridad de las baterías de los vehículos eléctricos e híbridos. En la actualidad, la normativa se centra principalmente en las pruebas de choque y los requisitos básicos del sistema de gestión de baterías. No se hace suficiente hincapié en la supervisión continua del estado de las baterías ni en los sistemas de alerta temprana.
Metis Engineering ha abogado por la adopción en toda la industria de la monitorización del nivel de las celdas como una característica de seguridad estándar, no como un extra opcional. Al igual que el control de estabilidad y el frenado automático de emergencia se han convertido en equipos de seguridad estándar, la supervisión continua del estado de las baterías debería considerarse esencial para cualquier vehículo con un sistema de baterías de alto voltaje.
La tecnología existe. El argumento comercial es claro si se tienen en cuenta los costes de la retirada, las implicaciones para los seguros y el riesgo para la reputación. Lo que se necesita ahora es el liderazgo de la industria para hacer de la supervisión de la seguridad de las baterías una prioridad antes de la próxima retirada, en lugar de una reacción a la misma.
De cara al futuro
Para los propietarios de los vehículos Jeep afectados, la prioridad inmediata es seguir las recomendaciones de seguridad de Stellantis: aparcar fuera, evitar la carga y esperar a que esté disponible la solución. Para la industria automovilística en general, esta llamada a revisión debería servir como catalizador para reevaluar cómo enfocamos la seguridad de las baterías.
En Metis Engineering, seguimos comprometidos con el avance de la tecnología de seguridad de las baterías y trabajamos con fabricantes, operadores de flotas y organismos reguladores para establecer nuevas normas de detección precoz y prevención del desbordamiento térmico. El sensor Cell Guard representa una parte de esta solución, pero el desafío más amplio requiere la colaboración de toda la industria y un compromiso compartido para dar prioridad a la seguridad.
La transición a la movilidad eléctrica es demasiado importante para que la descarrilen incidentes de seguridad evitables. Con los sistemas de control adecuados, podemos garantizar que los vehículos eléctricos e híbridos no solo sean más limpios que sus predecesores de combustibles fósiles, sino también más seguros.
Los 320.000 propietarios de Jeep que esperan una solución merecen algo mejor que que les digan que aparquen fuera y esperen que su vehículo no se incendie. Se merecen vehículos equipados con una tecnología que habría detectado este problema hace meses, antes de que se convirtiera en noticia. Ese es el futuro que estamos trabajando para construir, sensor a sensor.
