¿Qué es el diagnóstico remoto?
Entré en este negocio en 2016, cuando nadie hablaba realmente de diagnóstico remoto para baterías. Todavía estábamos sacando paquetes de los autobuses y conectando probadores de banco. Ahora paso la mitad de mi semana mirando paneles.
El diagnóstico remoto significa que puede ver lo que sucede dentro de una batería sin tocarla. El BMS recopila voltaje y temperatura de cada celda, los empaqueta y los envía por celular a un servidor en algún lugar. Esa es la versión simple.
La versión complicada implica muchas discusiones sobre qué datos realmente importan.
Lo basico
Cada celda de un paquete tiene un voltaje. En una batería de bus de 400 V, es posible que tenga 96 celdas en serie. El BMS lee cada uno, normalmente cada pocos segundos. También lee la temperatura de los termistores repartidos por los módulos. Tal vez un sensor por módulo, tal vez más si el diseñador del paquete estaba paranoico con los puntos calientes.
Todo esto entra en un flujo de datos. La transmisión se comprime y se envía a través de un módem. LTE funciona bien en la mayoría de las ciudades. En las zonas rurales, es posible que necesite satélite, pero, sinceramente, la mayoría de los operadores de flotas simplemente aceptan las lagunas de datos cuando sus camiones llegan a rutas rurales.
El extremo receptor es cualquier servicio en la nube que haya configurado el OEM. Podría ser AWS, podría ser Azure, podría ser algún elemento propietario que nadie quiera mantener. Los datos llegan a una base de datos y luego los algoritmos los analizan.
Canalización de datos
Colección BMS (V, T, I)
Compresión y cifrado
Transmisión LTE/Sat
Ingestión y análisis de la nube
Lo que realmente buscamos
La dispersión del voltaje de la celda es la más importante. Si tienes 96 celdas, todas deberían estar bastante cerca una de la otra cuando el paquete esté en reposo. Quizás a 10 o 15 milivoltios de diferencia. Cuando una célula comienza a desplomarse en comparación con sus vecinas, esa célula se está degradando más rápido que el resto. Eventualmente limitará la capacidad de su mochila.
Temperatura
La temperatura es más complicada de lo que la gente piensa. Un sensor podría leer 35 grados, pero la superficie real de la celda a dos pulgadas de distancia podría ser de 40 grados. Estás interpolando. Estás adivinando. Los algoritmos tienen en cuenta esto pero siempre hay incertidumbre.
Resistencia interna
La resistencia interna es el estándar de oro para la evaluación de la salud, pero la mayoría de los sistemas BMS de producción no la miden bien. Necesita un pulso de corriente controlado y una lectura de voltaje limpia. Es difícil hacerlo cuando el vehículo da botes por la carretera. Algunos de los sistemas más nuevos lo hacen durante la carga cuando todo está estable.
La parte que nadie te cuenta
La mitad de las alertas que veo son basura. Fallos de sensores, conexiones sueltas, fallos de software en el firmware del BMS. Un técnico sale para revisar una batería que el sistema marcó como crítica y no encuentra nada malo. El termistor tenía una mala unión de soldadura. Tres horas perdidas.
Un buen diagnóstico remoto requiere filtrado. No solo filtrar los datos sino también filtrar las alertas. Debes correlacionar múltiples señales antes de molestar a alguien. Una lectura de temperatura alta no significa nada. Tres lecturas consecutivas con tendencia ascendente mientras la corriente es baja y el ambiente es normal, vale la pena llamar por teléfono.
Trabajé con una agencia de tránsito en Ohio durante aproximadamente dos años. Tenían 40 autobuses eléctricos y recibían unas 200 alertas por semana cuando empezamos. La mayoría fueron falsos positivos. Ajustamos los umbrales, agregamos algo de lógica-basada en el tiempo y lo redujimos a aproximadamente 30 alertas por semana. De ellos, tal vez 20 eran procesables.
La cuestión del dinero
Los administradores de flotas siempre preguntan sobre el retorno de la inversión. Aquí está la respuesta honesta: depende de qué tan mala sea su línea de base.
- Si ya realiza inspecciones mensuales y detecta problemas a tiempo, es posible que el diagnóstico remoto solo le ahorre algunas fallas en la carretera por año. Es posible que los costos de suscripción no se calculen.
- Si ejecuta paquetes hasta que mueren y luego reacciona, el diagnóstico remoto se amortizará rápidamente. He visto flotas evitar fallas catastróficas que habrían significado grúas, llamadas a los bomberos y paquetes de reemplazo en envíos de emergencia. Un evento térmico evitado cubre muchas tarifas mensuales.
Los ahorros más difíciles de cuantificar son los reclamos de garantía. Cuando tenga datos continuos podrá demostrar exactamente cómo se utilizó el paquete. ¿El cliente abusó de ella con la carga rápida cuando hacía calor? Los datos lo demuestran. ¿El fabricante envió células que ya estaban degradadas? Los datos también lo demuestran.
a donde va esto
"En mi opinión, el tema del aprendizaje automático está sobrevalorado".
La espectroscopia de impedancia electroquímica sigue apareciendo en los artículos de investigación. La idea es inyectar señales de CA a diferentes frecuencias y medir la respuesta. Puede detectar cosas como el revestimiento de litio antes de que aparezcan en los datos de voltaje. Algunas empresas están intentando producir esto, pero todavía no he visto nada en producción en volumen.
En mi opinión, el tema del aprendizaje automático está sobrevalorado. Sí, puede entrenar modelos con datos históricos de fallas. Pero las baterías fallan de formas nuevas y creativas. Un modelo entrenado con datos de 2020 podría pasar por alto los modos de falla que aparecen en las químicas de 2024. Todavía se necesitan humanos que observen los datos y hagan preguntas.
Lo que realmente quiero son mejores sensores. Dame una medida directa de la presión dentro de la celda. Dame sensores de gas que puedan detectar la rotura temprana de electrolitos. Los datos de BMS que tenemos ahora son como intentar diagnosticar la salud de un paciente midiendo únicamente su temperatura y pulso. Útil pero incompleto.
Consejos prácticos
Si está especificando un sistema de batería y el proveedor ofrece diagnóstico remoto como opción, tómelo. Incluso si no estás seguro de usarlo. Tener los datos de forma retroactiva es valioso. Intentar reconstruir lo que pasó con un paquete fallido sin telemetría es doloroso.
Asegúrese de comprender quién es el propietario de los datos. Algunos proveedores lo mantienen bloqueado en su plataforma y le cobran por acceder a su propia información. Obtenga derechos de exportación de datos en el contrato.
Pregunta por los costos del celular. Algunos sistemas incluyen planes de datos, otros no. Se suman unos cientos de dispositivos que transmiten constantemente.
Y presupuesto para que alguien mire los paneles. La plataforma de diagnóstico más sofisticada no sirve de nada si nadie inicia sesión.
