Junto con la creciente demanda de IoT automotriz, el sistema eCall se ha convertido en un componente integral para mejorar la seguridad y la fiabilidad de los vehículos. Esto impulsa la rápida demanda de baterías eCall duraderas y de larga duración. ¿Cuáles son los desafíos y las soluciones para personalizar una batería eCall adecuada? Este artículo explora las características y las consideraciones de diseño que sustentan una batería eCall eficaz. Batería eCall.
¿Qué es una batería eCall?
Definición
El sistema eCall (Llamada de Emergencia) es un sistema de llamada de emergencia para accidentes de tráfico lanzado por la Unión Europea. Se utiliza principalmente para enviar, de forma automática o manual, la ubicación de un vehículo y datos críticos al PSAP (Punto de Respuesta de Seguridad Pública) para solicitar ayuda. Por lo tanto, las baterías del eCall sirven como fuente de alimentación de reserva para el sistema eCall cuando falla la alimentación principal.
Función
La batería eCall es el componente fundamental del sistema eCall para garantizar la alimentación continua.
- La batería eCall se refiere a la batería de respaldo que proporciona soporte energético al sistema eCall cuando falla la energía principal del vehículo.
- La batería eCall garantiza que el sistema active llamadas de emergencia, transmita datos de ubicación y accidentes y mantenga la comunicación de voz después de un accidente.
Reglamento n.º 144 de las Naciones Unidas (Rev.1) Se enfatiza que esta batería de respaldo permanece al menos 5 minutos en modo de voz y 60 minutos en modo de devolución de llamada antes del accidente, y alimenta el sistema eCall después del accidente. Por lo tanto, comprender los tipos de baterías del eCall y sus desafíos es fundamental antes de tomar una decisión.
¿Cómo las regulaciones eCall impulsan la demanda de soluciones de baterías avanzadas?
En febrero de 2024, la Unión Europea emitió dos documentos sobre los sistemas e-Call:UE 2024/1180 y UE 2024/1184, que promueve la evolución del sistema e-Call de CS-eCall a NG-eCall.
Las baterías de iones de litio resistentes a altas temperaturas, de larga duración y de alta densidad energética son las preferidas para la próxima generación de sistemas eCall.
El siguiente gráfico muestra las actualizaciones regulatorias del sistema eCall. A continuación, se detallan los requisitos de diseño de la batería con base en estos cambios.
| Dirección de actualización | Descripción del cambio técnico | Requisitos de diseño de la batería de respaldo eCall |
| Red de comunicación (2G/3G→4G/5G) | Cambio del tipo de acceso a la red de GSM/UMTS a LTE/5, que ofrece una velocidad más rápida y una comunicación en tiempo real más sólida. | Alta densidad de energía Salida de voltaje estable |
| Sistema de señalización (SS7/ISUP→SIP (IMS)) | Señalización completa basada en IP Interacción de datos más compleja | Baja resistencia interna Respuesta rápida para corriente transitoria |
| Canal de voz y datos (Voz única → Voz + datos concurrentes) | IMS permite voz y datos simultáneos. Mayor duración de la comunicación. | Alta tasa de descarga Fuente de alimentación continua |
| Transmisión MSD (comunicación dentro de banda a fuera de banda) | Tasa fuera de banda más alta Antiinterferencia más fuerte | Voltaje estable bajo comunicación de alta frecuencia para evitar la desconexión. |
| Transferencia de red (GSM/UMTS→4G/5G adaptativa) | Admite transferencia y compatibilidad entre estándares a alta velocidad | Suministro de energía confiable en caso de fluctuaciones de corriente a corto plazo |
| Aumento de los requisitos de soporte de PLMN | Admite llamadas de emergencia IMS Actualizaciones de MSD | Baja tasa de autodescarga Excelente retención de capacidad |
| Medio ambiente y adaptabilidad | Mayor consumo de energía del módulo 4G/5G. Mayor estrés térmico. | Amplio rango de temperatura (-40℃~+85℃) resistencia Certificación de seguridad de grado vehicular |
¿Cómo elegir el mejor tipo de batería para su sistema eCall?
La nueva generación de eCall (NG-eCall) avanza hacia la tecnología 4G/5G e IMS, lo que ha impulsado la selección de baterías eCall, pasando de las primeras baterías de NiMH de bajo consumo a las avanzadas baterías de iones de litio y de fosfato de hierro y litio. A continuación, se presenta una tabla para comparar sus características químicas, características, ventajas y desventajas.
| Tipo de la batería | Química | Función clave | Ventajas | Desventajas | Uso típico en eCall |
| LiFePO4 (fosfato de hierro y litio) | LiFePO4 | 3.2 V nominales. Química estable. | Excelente estabilidad térmica. largo ciclo de vida | Necesita circuito de protección. La batería está envejeciendo por sobrecalentamiento. | Para sistemas que necesitan una tolerancia de temperatura estable (–40 °C ~ +85 °C) |
| Batería de iones de litio de alta temperatura | Litio-ion | Funcionamiento a –40 °C ~ +85 °C | Gran resistencia al calor. Retención estable de la capacidad. | Mayor costo | Aplicación de amplio rango de temperatura y larga duración de espera |
| Iones de litio (iones de litio) | LiCoO2/NMC | 3.6–3.7 V nominales | Tamaño compacto, alta densidad energética. | Tolerancia limitada a altas temperaturas | Módulos eCall con limitaciones de espacio |
| NiMH (níquel-hidruro metálico) | Ni-MH | 1.2 V nominales por celda | Bajo costo. Tolerancia moderada a la temperatura. | Menor densidad de energía, alta autodescarga. | Utilizado en los primeros sistemas CS-eCall; Sustituidas gradualmente por células de litio. |
¿Cuáles son los principales desafíos en el diseño de baterías eCall?
Las baterías eCall funcionan cuando ocurre un accidente vehicular, por lo que sus principales características incluyen seguridad superior, alta densidad de energía, amplio rendimiento de temperatura, diseño compacto y fuerte potencia de salida.
Requisitos de confiabilidad y seguridad de larga duración
Vida útil prolongada. Las baterías eCall funcionan en un estado de carga de flotación a largo plazo. La autodescarga y el envejecimiento del material activo pueden afectar su capacidad útil. Mantener una capacidad útil suficiente durante toda la vida útil del vehículo es fundamental.
Seguridad y fiabilidad. Las baterías deben mantenerse seguras y estables en condiciones extremas, como colisiones de vehículos, altas temperaturas y humedad. Son resistentes a riesgos de seguridad como fugas térmicas, incendios y explosiones.
Desafíos de adaptabilidad a la temperatura
Todos estos desafíos tienen que ver con la química y la física de la batería, especialmente cuando las condiciones se ponen muy calientes o muy frías.
1. Desafío de baja temperatura (por ejemplo, de -20 °C a -40 °C / de -4 °F a -40 °F)
El electrolito se vuelve fangoso y lento: a bajas temperaturas, el electrolito dentro de la batería se vuelve espeso o incluso comienza a solidificarse, lo que dificulta que los iones de litio se muevan libremente.
Un aumento enorme en la resistencia interna: debido a que el movimiento de los iones se ralentiza, la resistencia interna de la batería aumenta drásticamente.
Las consecuencias:
Voltaje de arranque o corriente de pulso insuficientes: Este es el punto de fallo más importante. En caso de accidente, una batería fría podría no proporcionar la descarga rápida y potente necesaria para activar los módulos celular y GPS. La llamada podría fallar o la señal podría ser demasiado débil.
Lecturas de capacidad falsas: Si bien la batería puede seguir funcionando en modo de espera de baja corriente, su capacidad útil disminuye significativamente durante descargas de alta corriente. Esto significa que podría no durar lo suficiente para una sesión completa de eCall, que suele durar varios minutos.
2. Desafíos de alta temperatura (por ejemplo, +60 °C a +85 °C+ / 140 °F a 185 °F+)
Descomposición del electrolito y reacciones secundarias aceleradas. El calor elevado acelera las reacciones químicas no deseadas dentro de la batería, lo que provoca la descomposición del electrolito, la generación de gases y reacciones con los materiales de los electrodos.
Degradación del material activo y aumento de la resistencia. La exposición prolongada al calor daña los materiales activos del electrodo y forma capas superficiales resistivas más gruesas (conocidas como películas SEI), que dificultan el paso de los iones.
Mayor tasa de autodescarga. A altas temperaturas, la química interna se vuelve excesivamente activa. Incluso sin carga, la batería se descarga rápidamente. Para sistemas de larga duración como eCall, esto es desastroso: después de unos años, la batería puede perder demasiada carga para funcionar.
Preocupaciones de seguridad. El calor constante aumenta considerablemente el riesgo de fugas térmicas, lo que provoca hinchazones, fugas o incluso incendios, especialmente en espacios reducidos como la cabina de un vehículo.
3. El desafío del ciclo de temperatura (pasar del calor al frío y viceversa)
Los automóviles experimentan cambios de temperatura diarios y estacionales, por lo que la batería se expande y contrae constantemente.
Estrés físico en los materiales: Esta expansión y contracción repetidas ejercen presión sobre las piezas internas de la batería. Puede causar pequeñas grietas en los materiales, desprendimiento de los recubrimientos y debilitar las conexiones. Esto conlleva una pérdida permanente de capacidad y rendimiento.
Interfaz electrodo-electrolito inestable: La capa protectora de SEI entre el electrodo y el electrolito se rompe y se regenera con cada cambio de temperatura. Este proceso repetitivo consume litio activo y electrolito, lo que acelera el envejecimiento de la batería y acorta su vida útil.
Densidad de energía, capacidad de potencia, restricciones de volumen
Alta densidad energética. La batería eCall debe ofrecer energía potente con su tamaño limitado, admitiendo funciones como comunicación de voz, posicionamiento GPS y funciones de transmisión de datos.
Capacidad de salida de potencia superior. El sistema requiere una batería que proporcione una potencia de salida robusta para alimentar los módulos de comunicación y los sensores de todo el sistema eCall.
Espacio limitado. El volumen de la batería debe ajustarse al espacio limitado del automóvil; por lo tanto, un diseño personalizado avanzado es vital.
Para abordar los desafíos descritos anteriormente, CM Batteries ha diseñado Una tecnología de batería de amplia temperatura para un paquete de batería eCall personalizado.
Caso práctico: Batería de alta temperatura 1S2P de 3.6 V y 8700 mAh para el sistema eCall
Cuando un fabricante de electrónica automotriz nos contactó buscando una batería de alta temperatura para su sistema de emergencia eCall, los requisitos eran claros, pero extremadamente exigentes. La batería debía funcionar de forma fiable tanto en inviernos gélidos como en el calor abrasador del habitáculo, suministrar energía instantánea a los módulos de comunicación y durar años en modo de espera.
Ahí es donde nuestros Paquete de batería de iones de litio de alta temperatura 1S2P de 3.6 V y 8700 mAh llegó en.
Requerimientos del cliente
Los sistemas eCall a bordo son dispositivos esenciales para la seguridad que deben activarse instantáneamente en caso de accidente, incluso después de años de inactividad. Las principales preocupaciones del cliente eran:
¿Qué garantiza una potencia constante desde -40 °C hasta +85 °C?
¿Cómo evitar la degradación de la batería causada por ciclos de calor repetidos?
¿Cómo mantener un voltaje confiable para una descarga de pulso rápida cuando se activa el sistema?
La mayoría de las baterías de iones de litio estándar no podrían soportar esta combinación de espera a largo plazo, alta temperatura y activación instantánea.
La solución y los aspectos clave del diseño
Amplia temperatura de funcionamiento: ofrece un rendimiento estable de -40 °C a +85 °C, lo que garantiza arranques confiables incluso en las condiciones más frías o más cálidas.
Embalaje resistente a altas temperaturas: diseñado para soportar desde -55 °C hasta +125 °C, mucho más allá de los límites típicos de la industria.
Excelente retención de capacidad: mantiene ≥70 % de capacidad en condiciones extremas (en comparación con el promedio del mercado de ~55 %).
Respuesta de pulso rápida: suministra ráfagas rápidas de corriente para la activación de eCall sin caídas de voltaje.
Protección IP67: el diseño completamente sellado evita la entrada de polvo y humedad, lo que garantiza un funcionamiento seguro en entornos automotrices hostiles.
Integrate BMS y sensores NTC: el monitoreo continuo contra sobrecarga, sobredescarga y sobrecalentamiento garantiza seguridad y confiabilidad a largo plazo.
¿Cuál es la tendencia del mercado de la batería de respaldo del sistema eCall?
El uso obligatorio de los sistemas eCall en la Unión Europea impulsa la creciente demanda de baterías de respaldo eCall fiables. Un informe de mercado indica que se espera que el mercado mundial de baterías de respaldo eCall de emergencia crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del... 10.2% De 2026 a 2033. Centrémonos en algunas nuevas tecnologías y temas de actualidad sobre las baterías eCall.
Medio ambiente y normativa. El Reglamento REACH de la Unión Europea y la Directiva sobre pilas y baterías 2023/1542 destacan la seguridad en la eliminación y el uso de las pilas y baterías. Por lo tanto, los fabricantes de pilas y baterías eCall deben investigar la cadena de suministro, regular la información del pasaporte de las pilas y marcar la capacidad y el símbolo de reciclaje. Además, es fundamental restringir el uso de sustancias peligrosas y utilizar materiales ecológicos para las pilas y baterías, beneficiando así al medio ambiente.
Las baterías requieren mayor fiabilidad, densidad energética y tolerancia a la temperatura. Los sistemas eCall están evolucionando del CS-eCall tradicional al NG-eCall, lo que impone mayores exigencias al rendimiento de la batería. Las futuras baterías eCall deberán tener una mayor adaptabilidad térmica, una mayor vida útil y una mayor densidad energética para satisfacer las necesidades de transmisión de datos en tiempo real y llamadas de voz de los sistemas NG-eCall.
Conclusión
En general, la evolución de los sistemas eCall bajo la nueva normativa de la UE de 2024 ha elevado el nivel de rendimiento de las baterías de respaldo en aplicaciones de seguridad automotriz. A medida que los vehículos migran de redes 3G a 4G/5G e integran funciones de datos y voz más complejas, las baterías eCall deben ofrecer una mayor densidad energética, una respuesta de pulso más rápida y una mayor adaptabilidad térmica.
La batería del eCall desempeña un papel fundamental en la seguridad automotriz. Su diseño debe cumplir con estrictos estándares regulatorios y de rendimiento para impulsar la próxima generación de vehículos inteligentes y conectados. ¿Tiene alguna pregunta o solicitud especial? Nuestro equipo está siempre dispuesto a ayudar, porque en CM BatteriesCada batería está hecha a medida para sus necesidades..
