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La fuga térmica en un sistema de almacenamiento de energía en baterías no comienza con fuego. Los cambios dentro de una celda de iones de litio pueden desarrollarse mucho antes de que las temperaturas alcancen un nivel crítico. Detectar estos cambios temprano puede proporcionar más tiempo para intervenir antes de que una falla de celda se convierta en un evento de seguridad mayor.
Una celda de batería puede volverse inestable por muchas razones, incluido daño interno, problemas eléctricos o calor excesivo. Pero una celda anormal no entra repentinamente en fuga térmica. Su condición cambia con el tiempo. Las características eléctricas pueden cambiar, se pueden formar gases y la presión dentro de la celda puede aumentar antes de que ocurra un aumento significativo de temperatura. Estos cambios crean una ventana en la que el problema puede detectarse antes de que la celda alcance la fuga térmica. Si eso sucede, el calor y los gases liberados pueden afectar a las celdas vecinas y hacer que la falla se propague.
La seguridad en los sistemas de almacenamiento, por lo tanto, no solo depende de contener un evento después de que haya comenzado la fuga térmica. También depende de la identificación de los cambios eléctricos y físicos que la preceden.
LONGi aborda esto a través de su sistema de contacto inteligente de celdas, o iCCS, que forma parte de la arquitectura de seguridad de sus sistemas de almacenamiento de energía en baterías unidos bajo LONGi ONE. Junto con el monitoreo convencional de voltaje, temperatura y sobrecorriente, iCCS utiliza indicadores adicionales para identificar el comportamiento anormal de la celda en diferentes etapas de su desarrollo.
La fuga térmica tiene etapas detectables
Una celda en deterioro emite diferentes señales de advertencia a medida que el problema se desarrolla. Sus características eléctricas pueden cambiar primero. Más tarde, se pueden formar gases dentro de la celda, la presión puede aumentar y la celda puede expandirse. Si el problema continúa, la válvula de seguridad puede abrirse y escapar electrolito y gas. Los cambios en el voltaje y la temperatura pueden volverse más pronunciados a medida que la celda se acerca a la fuga térmica.
Estas son las señales de advertencia que el iCCS de LONGi está diseñado para monitorear. En lugar de depender principalmente del voltaje y la temperatura, agrega indicadores más tempranos como cambios en la resistencia interna, presión, estado de la válvula de seguridad y fuga de electrolito.
La investigación reciente sobre baterías respalda la importancia de monitorear estos cambios físicos tempranos. Un estudio de 2025 publicado en Communications Engineering encontró que la tensión mecánica puede revelar un comportamiento anormal de la celda antes de cambios significativos de temperatura externa bajo varias condiciones de abuso. Los investigadores señalan una limitación fundamental del monitoreo de la temperatura superficial: el calor generado dentro de una celda tarda tiempo en alcanzar su exterior.
La investigación sobre celdas LFP de gran capacidad llega a una conclusión similar. Un estudio de 2025 en Journal of Power Sources que evaluó voltaje, temperatura, deformación, presión interna y fuerza externa encontró que la presión interna es un parámetro efectivo para rastrear el desarrollo de la fuga térmica. Un estudio experimental separado sobre celdas LFP de 280 Ah encontró que los cambios en el estrés mecánico proporcionaron una indicación temprana antes de la apertura de la válvula de seguridad.
Estos hallazgos son relevantes para el principio de diseño detrás del iCCS de LONGi: una celda puede proporcionar señales eléctricas y físicas detectables antes de que el monitoreo de temperatura convencional indique una condición térmica crítica.
El iCCS de LONGi extiende la ventana de detección
El monitoreo convencional de celdas típicamente se basa en datos de voltaje y temperatura. El Sistema Inteligente de Contacto de Celdas (iCCS) de LONGi agrega indicadores y análisis adicionales para identificar condiciones anormales de la celda de manera más temprana.
Una de ellas es la resistencia de corriente continua (DCR). Los cambios en la resistencia interna pueden proporcionar información adicional sobre el estado de una celda antes de que aparezcan señales de advertencia más obvias. El iCCS combina esto con detección de temperatura, sensores de presión y fugas, así como monitoreo de corriente y voltaje. Juntos, estas funciones de monitoreo permiten que el iCCS rastree diferentes signos de comportamiento anormal de la celda a medida que se desarrollan. Según los datos técnicos de LONGi, el sistema iCCS puede proporcionar una predicción de fuga térmica de tres a seis meses de antelación.
A medida que una celda se acerca a la fuga térmica, los cambios físicos proporcionan una advertencia adicional. La presión puede aumentar, la celda puede expandirse y, en una etapa posterior, la válvula de seguridad puede abrirse y escapar electrolito o gas. LONGi afirma que el iCCS puede proporcionar una alarma de fuga térmica de tres a cinco minutos de antelación en esta etapa. Esto crea varias capas de detección en lugar de depender de un único umbral de alarma.
La secuencia es importante. Los cambios en la resistencia interna pueden proporcionar información sobre anomalías en desarrollo, mientras que la presión, las fugas y otros indicadores físicos agregan información adicional a medida que progresa la condición de la celda. El voltaje y la temperatura siguen siendo parámetros de seguridad esenciales durante todo el proceso de monitoreo. Por lo tanto, los diferentes indicadores proporcionan información complementaria sobre el estado de la celda en lugar de depender de cualquier parámetro individual para identificar una falla en desarrollo. El valor del iCCS, por lo tanto, no reside en reemplazar el monitoreo convencional del BMS, sino en agregar indicadores adicionales a nivel de celda y extender el período durante el cual una anomalía en desarrollo puede ser reconocida potencialmente.
La detección a nivel de celda importa porque la propagación comienza localmente
Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías a escala de servicios públicos contienen un gran número de celdas organizadas en módulos, paquetes y arquitecturas de sistemas más grandes. Sin embargo, un evento térmico puede originarse en una celda individual.
Una vez que el calor y los gases calientes de esa celda afectan a las celdas vecinas, una falla local puede convertirse en propagación térmica. La investigación experimental continúa mostrando que la transferencia de calor, los gases calientes y los materiales expulsados de las celdas en falla pueden contribuir a la propagación a través de los módulos de baterías.
Es por eso que la detección a nivel de celda es importante. Cuanto antes se pueda identificar una celda anormal, mayor será la oportunidad de responder antes de que su condición afecte a las celdas vecinas o a una parte mayor del sistema de almacenamiento.
El iCCS de LONGi combina el monitoreo eléctrico a nivel de celda con indicadores físicos asociados con el deterioro de la celda. Esa información se integra en la arquitectura de seguridad más amplia del BMS y BESS, agregando una capa de detección temprana antes de que la protección contra incendios sea relevante.
Una detección más temprana puede reducir el impacto de seguridad y económico de una falla de BESS
El beneficio del monitoreo predictivo de celdas no se limita a la seguridad contra incendios. Una anomalía en desarrollo identificada a tiempo puede investigarse durante el mantenimiento antes de que se convierta en un evento térmico. Una vez que la fuga térmica se propaga más allá de la celda de origen, las posibles consecuencias pueden extenderse a celdas, módulos y otros componentes del sistema adicionales.
Para un propietario del activo, esa diferencia también tiene una dimensión económica. Un daño más extenso puede significar más equipos que requieren inspección o reemplazo y períodos más largos de disponibilidad reducida o tiempo de inactividad. La detección temprana no puede eliminar el riesgo de la batería, pero puede crear más oportunidades para abordar un problema mientras sus consecuencias físicas siguen siendo limitadas.
La detección y supresión de incendios, por lo tanto, siguen siendo elementos esenciales de la seguridad de los BESS, pero abordan una etapa posterior de la cadena de riesgo. El monitoreo predictivo traslada parte de la estrategia de seguridad más hacia el upstream: el objetivo no es simplemente detectar un incendio más rápido, sino identificar el desarrollo anormal de la celda antes de que haya un incendio que detectar.
Para desarrolladores, EPC y propietarios de activos que comparan tecnologías BESS, esto plantea varias preguntas: ¿Qué parámetros se monitorean a nivel de celda? ¿Puede el sistema detectar cambios físicos además de eléctricos? ¿Puede identificar el desarrollo anormal antes de un aumento significativo de temperatura? ¿Y qué tan pronto pueden esos indicadores proporcionar información procesable?
El iCCS de LONGi aborda esta parte anterior de la cadena de seguridad combinando el análisis de DCR y el monitoreo eléctrico a nivel de celda con indicadores físicos que incluyen presión, estado de la válvula de seguridad y fuga de electrolito. La relevancia comercial se deriva de la ingeniería: la identificación temprana de un problema de celda en desarrollo crea más oportunidades para intervenir antes de que una anomalía a nivel de celda se convierta en un evento de sistema más grande.
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