BMS Inalámbrico de Dukosi: Eliminación de Mazos de Cables con Chips Inteligentes a Nivel de Celda

El cambio global hacia la electrificación —especialmente en vehículos eléctricos— ha hecho que la monitorización de baterías sea esencial para la seguridad y la longevidad. Dukosi, un innovador con sede en el Reino Unido, está listo para revolucionar el mercado de BMS con una solución inalámbrica que integra un chip de silicio dedicado y firmware en cada celda de iones de litio, eliminando los voluminosos mazos de cables y añadiendo inteligencia directamente al paquete de baterías.

En una conversación con Joel Sylvester, fundador y CTO de Dukosi, exploramos cómo la tecnología de la empresa se diferencia de las ofertas existentes de BMS inalámbrico y qué significa esto para la industria de baterías.

"Hemos desarrollado un dispositivo de monitorización de celdas para paquetes de iones de litio de alto voltaje y gran tamaño usados en vehículos eléctricos, autobuses, embarcaciones marinas y almacenamiento en red", explica Sylvester. "Estas aplicaciones dependen de una monitorización precisa del voltaje, temperatura y corriente de cada celda para garantizar la seguridad y extender la vida útil."

El núcleo de la innovación de Dukosi es un chip CMOS compacto emparejado con software propietario que mide voltaje, corriente, temperatura y otros parámetros clave para cada celda individualmente.

Lo que distingue a la solución es la colocación del chip en la propia celda. "Al integrar inteligencia a nivel de celda, permitimos un diseño de paquete flexible —cualquier tamaño, forma o configuración— manteniendo una huella de hardware mínima", dice Sylvester. "Esto cambia fundamentalmente cómo los fabricantes monitorizan y gestionan las baterías."

Al hablar con clientes potenciales, la primera prioridad es siempre eliminar los mazos de cables. "Los mazos reducen la fiabilidad, crean riesgos de seguridad e inflan los costes de diseño y fabricación", señala. "Nuestro sistema ofrece mediciones consistentes y de alta calidad en cada celda, mejorando drásticamente el rendimiento del paquete."

La Necesidad de una Gestión Avanzada de Baterías

La monitorización precisa de baterías es crítica para la seguridad y el rendimiento óptimo, especialmente en vehículos eléctricos. Los diseños tradicionales de BMS dependen de cableado heredado y monitorización centralizada, que pueden ser engorrosos y propensos a errores. El enfoque verdaderamente inalámbrico de Dukosi aprovecha la computación en el edge para proporcionar una recopilación de datos rápida y flexible.

La función principal de un BMS es mantener ciclos de carga/descarga seguros, protegiendo las celdas de degradación, daños o incendios. Más allá de la seguridad, lecturas precisas del estado de carga (SoC) permiten una estimación de autonomía precisa, reduciendo la ansiedad por la autonomía y acortando los tiempos de carga. Los datos a largo plazo sobre temperatura, voltaje y ciclos informan evaluaciones del estado de salud (SoH), críticas para aplicaciones de segunda vida y reciclaje rentable.

El Cableado: Un Desafío Persistente

Si bien los mazos de cables son aceptables en sistemas de bajo voltaje —como un UPS de plomo-ácido de 48 V— aplicar los mismos principios a paquetes de alto voltaje para vehículos eléctricos (hasta 800 V) en entornos hostiles y confinados es problemático. Los cables sobredimensionados añaden peso, ocupan espacio y aumentan la complejidad de instalación. Las soluciones inalámbricas existentes a menudo dependen de multiplexar varias celdas por módulo, limitando el número de celdas monitorizadas y degradando la precisión de medición a medida que la cadena se alarga.

Principales inconvenientes del BMS inalámbrico convencional incluyen:

• Conteo limitado de celdas por módulo (12–16 celdas) debido a restricciones de voltaje en el multiplexor.
• Aumento de captación de ruido y reducción de precisión en celdas distantes.
• Dependencia de línea de vista para antenas RF, llevando a latencia impredecible.

Computación en el Edge: La Ventaja de Dukosi

Dukosi adopta la computación en el edge equipando cada celda con su propio microcontrolador. El chip CMOS de ultra-bajo consumo obtiene energía directamente de la celda, eliminando la necesidad de multiplexación analógica y asegurando una precisión de medición óptima. El procesamiento local interpreta los datos brutos y envía información concisa y agregada mediante software propietario integrado.

La conexión al sistema externo se logra a través de tecnología NFC patentada. Un bucle delgado de bajo voltaje recorre el paquete de baterías, acoplando inductivamente al bucle de cada sensor con solo milímetros de separación. Este diseño proporciona un enlace de datos rápido y robusto mientras mantiene el aislamiento eléctrico incluso en los voltajes de paquete más altos. Cada CI lleva un identificador único y es consultado por un gestor de radio que reenvía los datos a la electrónica principal del vehículo. Toda la arquitectura cumple con estándares de seguridad ASIL C y es adecuada para paquetes con clasificación ASIL D.

Integrar inteligencia "siempre activa" en cada celda abre la puerta al registro continuo de datos de uso y rendimiento, permitiendo análisis en tiempo real del estado de salud y seguimiento completo de procedencia a lo largo del ciclo de vida de la batería. Al eliminar hardware, cableado y costes de instalación, la solución de Dukosi ofrece beneficios a largo plazo en todos los tipos de vehículos eléctricos y mercados de almacenamiento de energía más amplios.

Sylvester enfatiza que la verdadera disrupción reside en el enfoque celda por celda. "Las ofertas actuales del mercado aún se asemejan a diseños de finales de los 90, enfocándose en mayores conteos de celdas por módulo y mayores voltajes. Nuestra tecnología prioriza la precisión de medición —cada celda se monitoriza individualmente, proporcionando una precisión líder en la industria para voltaje, temperatura y más. Esto permite a los fabricantes ensamblar paquetes sin conectores o mazos adicionales, simplificando enormemente el diseño y mejorando la fiabilidad."

Para un análisis más profundo, escuche la entrevista completa de Joel Sylvester en el podcast Embedded Edge with Nitin.