Gemelos digitales de batería: Perspectivas sobre la fusión de modelos, datos e inteligencia artificial para sistemas de gestión de baterías inteligentes

La gestión efectiva de las baterías de iones de litio es un habilitador clave para un futuro bajo en carbono, con aplicaciones que incluyen vehículos eléctricos y almacenamiento de energía a gran escala en la red. La vida útil de estos dispositivos depende en gran medida de los materiales utilizados, el diseño del sistema y las condiciones de operación. Esta complejidad ha dificultado el control real de los sistemas de batería. Sin embargo, con los recientes avances en la comprensión de la degradación de las baterías, herramientas de modelado y diagnósticos, existe una oportunidad para fusionar este conocimiento con técnicas emergentes de aprendizaje automático hacia la creación de un gemelo digital de batería. En este sistema ciberfísico, hay una interacción cercana entre una representación física y digital de una batería, lo que permite un control más inteligente y una mayor duración. Este documento de perspectivas presenta, por tanto, el estado del arte en el modelado de baterías, herramientas de diagnóstico en el vehículo, enfoques de modelado basados en datos, y cómo estos elementos pueden combinarse en un marco para crear un gemelo digital de batería. Los desafíos, técnicas emergentes y comentarios de perspectiva proporcionados aquí permitirán a los científicos e ingenieros de la industria y la academia contar con un marco hacia una gestión de batería más inteligente e interconectada en el futuro.