Manufactura de Sistemas de Recarga de Baterías de Vehículos eléctricos “Inteligentes”, con capacidad de Gestión de Microrredes Eléctricas, y basados sobre principios de Economía Circular.

A nivel mundial, existe una alta exigencia para el uso de energías renovables y de vehículos eléctricos (VEs), a fin de lograr la disminución de gases de efecto invernadero. Por ello, el programa NAMAS del MINEM de Perú, ha definido políticas públicas para los próximos 25 años para la integración progresiva de energías renovables y de VEs a la red eléctrica. Sin embargo, la integración de estos sistemas a la red conlleva enormes retos tecnológicos. Por un lado, la integración masiva de energías renovables a la red eléctrica produce variaciones en la producción de energía y la disminución de la inercia del sistema, lo cual puede provocar la falla total del sistema [1]. Una posible solución es integrar baterías de litio a la red eléctrica y utilizarlos como sistemas de almacenamiento estacionarios para compensar la variabilidad en la generación de energías renovables, a fin de garantizar la estabilidad de la red eléctrica [1]. Por otro lado, el aumento progresivo de VEs integrando baterías de litio conllevará un incremento de desechos químicos [2]. Para compensar esta problemática, se deben desarrollar nuevas tecnologías del sistema de gestión de baterías (BMS), integrando funcionalidades de diagnóstico de la “salud” de la batería a nivel de celdas básicas. De esta forma, las celdas que tengan un buen “estado de salud”, puedan ser reutilizadas al finalizar su primer ciclo de vida con el VE, siguiendo principios de economía circular [2]. En este contexto, este proyecto investiga el uso de la batería de litio del VE para aplicaciones de segundo ciclo de vida, siguiendo un proceso de economía circular. Para ello, se plantea el desarrollo de nuevas tecnologías de estaciones de recarga de VE (EVSE), nuevos sistemas de gestión de pack de baterías de litio (BMS) y el desarrollo de nuevos convertidores electrónicos de potencia de alta durabilidad. Primero, se desarrollará un nuevo BMS que integren funcionalidades de diagnóstico a nivel de celdas básicas de la batería (3.3V), de manera que pueda conocerse que celdas puedan ser reutilizadas en un segundo ciclo de vida de manera automática a través de un software. Para lograr este objetivo, este proyecto plantea implementar un sistema de balance activo, que permitirán incrementar la durabilidad de la batería en un 30% [3], y que además integren algoritmos de diagnóstico utilizando un análisis de espectrometría para determinar la resistencia interna de la batería. Segundo, se desarrollará nuevas estrategias de control aplicado a convertidores AC-DC utilizados en EVSE, que integren producción fotovoltaica local y baterías de litio estacionarias (de segunda vida útil). De esta forma, la EVSE puede usar la batería puede compensar la variabilidad en la producción de energía fotovoltaica y dar soporte a la red en caso de variaciones de frecuencia y voltaje. Tercero, se desarrollará una nueva tecnología de convertidor electrónico AC-DC bidireccional, de una etapa de conversión, con aislamiento galvánico, de alta durabilidad, y de bajo costo, que pueda ser utilizado en EVSEs. El prototipo desarrollado permitirá incrementar la durabilidad del convertidor en al menos un 300%, y por consecuencia, se disminuirá los desechos electrónicos provenientes de este tipo de tecnologías. Además, utilizará una mínima cantidad de interruptores de potencia (solo 10), lo que le permitirá tener un muy bajo costo, comparado con las tecnologías existentes. Finalmente, las investigaciones a realizar en este proyecto tendrán un enfoque multidisciplinario, asociando investigadores de 3 universidades del país: la PUCP, la UNI, y la UNAP (Puno), de una empresa nacional (INDUCONTROL) y el laboratorio internacional LAAS-CNRS de Francia.