La batería de última generación de Toshiba combina celdas de batería de óxido de titanio y litio (LTO) con el software ZapBatt basado en inteligencia artificial. La colaboración entre ambas empresas ha dado como resultado una batería para bicicletas eléctricas que supone una nueva opción para el mercado de la micromovilidad. Permite que el sistema sea más rápido, más inteligente y más económico, a gestionar y optimizar la batería en tiempo real.
Las compañías anunciaron la asociación en un comunicado de prensa conjunto en el que explican la fusión de ambas tecnologías: un software basado en inteligencia artificial, capaz de aprender de su entorno y de su propio funcionamiento interno que gestiona una batería basada en óxido de titanio y litio (LTO). Este tipo de baterías (también llamadas de titanato de litio usan este material en lugar de grafito, para crear la estructura del ánodo, que el cátodo utiliza químicas LMO (óxido de litio y manganeso) o NMC (níquel, manganeso, cobalto). Esta composición da como resultado una batería extremadamente segura con una larga vida útil y que se carga más rápido que cualquier otro tipo de batería.
El mayor inconveniente de este tipo de baterías es una menor densidad de energía y un coste elevado de producción. Por eso, suelen utilizarse en equipos militares y aeroespaciales, y también para el almacenamiento de energía eólica y solar, así como en estaciones de carga y algunos vehículos eléctricos. Toshiba recurrió a ZapBatt para resolver tres desafíos relacionados con el uso de la química LTO en las baterías:
Chips: No existían chips para trabajar con óxido de litio y titanio. El sistema de administración de batería (BMS) optimizado y personalizado de ZapBatt funciona con los voltajes únicos que precisan las baterías LTO. Tienen la capacidad de reconfigurarse y adaptarse a medida que crece la química de la celda, lo que permite un chip programable que puede funcionar con otras químicas y voltajes.
Voltaje: la tecnología de voltaje de terminal adaptativo bidireccional (BATV) de ZapBatt permite el control de voltaje del sistema de batería digitalmente mediante software. Esto permite que las celdas LTO sean intercambiables una a una por cualquier química de iones de litio sin que el cliente modifique su sistema. De esta manera es posible reconfigurar las baterías para otras aplicaciones.
Densidad de energía: la inteligencia artificial integrada permite que la batería mejore el rendimiento del sistema al analizar cómo se usa la energía. El resultado es un frenado regenerativo mejorado para bicicletas eléctricas. Otras químicas de batería no tienen la flexibilidad para cambiar el sentido de la energía tan rápido.
Junto con las celdas Toshiba SCiB, el software ZapBatt utiliza una combinación de aprendizaje automático y hardware patentado para mejorar continuamente el rendimiento de la batería. El software de la compañía analiza 26 puntos de datos, lo que ilustra cómo funciona la batería para mejorar las operaciones de carga, hablando con la batería y realizando cambios. Con el tiempo, las baterías proporcionan datos que permiten que el sistema sea aún más eficiente energéticamente.
Según afirmó Greg Mack, vicepresidente y gerente general de la división de electrónica de potencia de Toshiba, "Con el hardware de Toshiba basado en química LTO y el software de ZapBatt no existe otra solución tan rápida, segura y rentable en el mercado".
Las baterías Toshiba LTO se cargan por completo en 20 minutos, alcanzan una vida útil de al menos 20 años y ofrecen un riesgo mínimo de fuga térmica, según la compañía. Además, las celdas pueden funcionar con temperaturas bajo cero de hasta -30 ºC. "A diferencia de otras sustancias químicas, el óxido de titanio y litio es muy eficiente en una variedad de condiciones, no solo en una mesa de laboratorio", afirma Charlie Welch, director ejecutivo y cofundador de ZapBatt.
Actualmente, Toshiba está realizando un proyecto piloto de pruebas de demostración en bicicletas eléctricas en América del Norte. Se estima que las baterías estarán disponibles comercialmente a principios de 2023.
