Sistema de baterías NMC rico en níquel, seguro, sostenible, ligero y de alto rendimiento con monitorización avanzada de celda a paquete para la descarbonización de vehículos pesados.
Abstact:
En el mercado de vehículos pesados (HDV), los principales requisitos para los paquetes de baterías son la seguridad, la durabilidad y la densidad energética en masa. Las celdas NMC de alta energía son muy atractivas para alcanzar los objetivos de los futuros paquetes de baterías. Sin embargo, aún se requieren avances para que estos paquetes cumplan con los exigentes estándares de seguridad y durabilidad del sector.
Otro factor clave para lograr alta densidad energética en masa es reducir el peso del paquete de baterías, aunque las estructuras ligeras son poco comunes en vehículos pesados debido a limitaciones de seguridad y durabilidad.
El proyecto SIERRA abordará estos retos desarrollando un paquete de baterías NMC rico en níquel, seguro, sostenible, ligero y de alto rendimiento, con monitorización avanzada de celda a paquete para la descarbonización del transporte pesado. Las principales innovaciones del proyecto serán:
- Modelado multiescala para diseñar un paquete compacto y simular su comportamiento térmico y mecánico;
- Fabricación en una sola pieza de estructuras ligeras con materiales múltiples y bajo impacto ambiental;
- Monitorización avanzada multiescala (SHM, mapeo térmico, SoC, SoH) y simplificación de la arquitectura del BMS;
- Sistema de refrigeración totalmente integrado y busbars impresos para responder a los requisitos de carga rápida y mejorar el rendimiento en condiciones operativas reales.
El caso de uso se centra en el mercado de autobuses, donde el paquete SIERRA se validará a TRL6. La integración se simulará mediante un gemelo digital. Todas las actividades seguirán la metodología del marco SSbD.
El consorcio SIERRA está compuesto por 11 socios (+60 % industriales), con plataformas de I+D consolidadas y una amplia experiencia. Se prevé que las ventas del paquete generen 87 millones de euros entre 2030 y 2034 y 525 empleos, contribuyendo al crecimiento del mercado europeo de movilidad limpia. También se generarán 13 KERs y 8 patentes.
Rol de Leitat en el proyecto:
El papel principal de Leitat en el proyecto es el diseño y la fabricación de busbars impresos en 3D utilizando tecnología Laser Powder Bed Fusion (LPBF). Esto implica tres pasos clave:
- Herramientas y estrategias de diseño: Desarrollo de herramientas y estrategias para superar las limitaciones de la fabricación convencional, considerando criterios de Design for Manufacturing (DFM) y resultados de simulaciones térmicas mediante dinámica de fluidos computacional (CFD).
- Caracterización de materiales: Fabricación de muestras impresas en 3D y caracterización de sus propiedades (dureza, microestructura, propiedades térmicas y eléctricas). Se aplicarán tratamientos térmicos y pulido químico para optimizar dichas propiedades y asegurar una rugosidad adecuada para el contacto eléctrico.
- Selección de configuraciones: Selección de las configuraciones más prometedoras, en coordinación con VER, y entrega de los busbars impresos a los socios del proyecto.
Presupuesto del proyecto: 9.962.275,75€
Programa financiero: HORIZON EU -IA
Fecha de inicio: 01/06/2025
Presupuesto de Leitat: 404.920,00€
Número de contrato: 101202495
Fecha final: 31/05/2029
Socios:
Este proyecto ha recibido financiación del programa de investigación e innovación Horizon Europe de la Unión Europea bajo el acuerdo de subvención Nº 101202495. Financiado por la Unión Europea.
