Los camiones eléctricos de reparto recorren a menudo largas distancias por autopista, y ahí el límite suele ser la vida útil de las baterías. Un pack que se degrada pronto encarece la flota y frena la adopción de vehículos eléctricos. Un caso publicado por COMSOL Multiphysics^® muestra cómo se está atacando el problema con simulación multifísica y una app a medida.

El proyecto: LaserBATMAN

Entre mayo de 2022 y mayo de 2025, un consorcio de universidades, empresas y organismos de financiación trabajó en el proyecto Multiscale Simulation of Laser Welding for Optimal Battery Pack Manufacturing, conocido como LaserBATMAN. Participaron Volvo Group Trucks Operations, Aurobay, Resolvent, la Universidad Técnica de Dinamarca (DTU), la Comisión Europea, Vinnova e Innovation Fund Denmark.

El objetivo era optimizar dos métricas clave de un pack de baterías: su robustez y su vida útil. Para ello se centraron en un paso concreto de la fabricación, la soldadura láser, que se usa por ejemplo para conectar las celdas mediante un busbar. Bien hecha, la soldadura puede favorecer la durabilidad. Mal hecha, aumenta el riesgo de degradación. Por eso conviene poder predecir sus efectos en las distintas etapas del proceso.

Del modelo electroquímico a la App

La consultora danesa Resolvent, especializada en energía verde, empleó COMSOL Multiphysics^® para estudiar cómo influye la soldadura láser en la electroquímica y la degradación de las celdas. El proyecto fue creciendo hasta modelar la batería completa, de la celda al pack, y terminó convertido en una herramienta de diseño (App).

El flujo de trabajo, que se muestra en la Figura 1, sería el siguiente:

1. Modelo electroquímico 1D de la celda, construido a partir de las fórmulas de cinética de las reacciones químicas relevantes.
2. Red neuronal profunda (DNN) entrenada con los resultados de ese modelo. Sirve como modelo sustituto (surrogate) que da respuestas rápidas sobre el comportamiento de la celda.
3. App de simulación personalizada, orientada a optimizar los busbar tabs en la configuración del pack.

Figura 1. Modelo de batería de la consultora danesa Resolvent.

Qué permite hacer la App

El equipo de I+D de Volvo puede introducir las dimensiones de la geometría del pack, el número de celdas y las condiciones de operación, como la temperatura ambiente y los perfiles de corriente de carga y descarga. También puede aplicar una corriente de carga simple o cargar ciclos personalizados. La Figura 2 muestra el entorno de la App.

Figura 2. App de simulación de Resolvent, que muestra cómo se pueden personalizar ciertos parámetros. El modelo muestra cómo afecta a la soldadura del busbar un flujo de aire de refrigeración.

Dos funciones destacan:

• Busbar Weld Design Tool. Es “una herramienta dentro de la herramienta”. Calcula el rendimiento de la soldadura del busbar tras un número determinado de ciclos. Permite ajustar la forma de la soldadura, el espesor del busbar y la profundidad de penetración del láser. También permite probar variaciones, por ejemplo, qué ocurre en producción si la soldadura no penetra lo suficiente. Es un enfoque de diseño robusto.
• Compute Battery. Muestra la temperatura de la soldadura, el estado de carga y el espesor de la capa SEI (interfase sólido-electrolito) del pack. Con un flujo de refrigeración aplicado, se puede ver si aparecen turbulencias o zonas de aire estancado. La Figura 3 muestra resultados obtenidos tras los cálculos utilizando la App.

Figura 3. Temperatura en el estado dado (izquierda), estado de carga (centro) y espesor de la capa SEI (derecha) en el pack de baterías.

Las Apps desarrolladas en COMSOL Multiphysics^® aportan beneficios organizativos:

• Análisis e informes más consistentes.
• Interfaces intuitivas que facilitan compartir el conocimiento dentro de la empresa.
• Resultados accesibles para ingenieros que no son especialistas en modelado.

LaserBATMAN muestra cómo la simulación multiescala, un modelo sustituto basado en IA y una app bien diseñada pueden convertir un análisis complejo en una herramienta de diseño cotidiana. El resultado son packs más robustos, con autonomía suficiente para el transporte por carretera de larga distancia y menos fallos.

Referencia

• Brianne Costa, “Express Delivery: Simulation App Speeds Up Electric Truck Battery Design”, COMSOL User Story Gallery, febrero de 2026.
• Referencias del artículo original: página del proyecto LaserBATMAN (Universidad de Skövde) y keynote de Martin Refslund Nielsen en la COMSOL Conference 2024 de Florencia.

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