Hibridar baterías de litio con pila de hidrógeno, una innovadora solución para drones y patinetes eléctricos

El  Instituto Tecnológico de la Energía (ITE) avanza en el desarrollo del primer prototipo de sistema híbrido que combina batería de litio y pila de hidrógeno para aplicaciones de micromovilidad, como drones y patinetes eléctricos, en el marco del proyecto Helios.

Alcanzando aproximadamente el ecuador del proyecto, el equipo técnico ha completado una parte clave del trabajo de base: la construcción de un modelo de simulación que permite dimensionar con precisión los diferentes componentes y comenzar a desarrollar los algoritmos de control que regirán la electrónica de potencia del sistema.

“Estamos definiendo las ecuaciones que describen el comportamiento de la electrónica y cómo debe gestionar, en cada momento, el aporte de energía procedente de la batería y de la pila de hidrógeno”, explica José Vicente Rocamonde, responsable del proyecto. Esta capa de control será la que permita al sistema decidir, en tiempo real, qué fuente de energía utilizar, o la batería de litio y o la pila de hidrógeno, en función de las necesidades del vehículo y de las condiciones de operación.

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Además del modelo de simulación, el ITE está trabajando en el diseño del transformador de potencia, un elemento imprescindible de la electrónica. Su diseño se está optimizando para reducir al máximo dimensiones y peso, un aspecto determinante en aplicaciones de movilidad ligera donde cada gramo cuenta, sobre todo para los drones.

“Los resultados preliminares muestran que el aumento potencial de autonomía en drones es menor que en patinetes, debido a las mayores limitaciones de espacio y peso que impone el dispositivo. Aun así, en ambos casos esperamos incrementos significativos de autonomía respecto a configuraciones basadas únicamente en baterías de litio”, apunta Rocamonde.

Por otra parte, el desarrollo habitual del proyecto ha puesto de manifiesto retos relevantes de integración, distintos en drones y en patinetes eléctricos.

Distintos usos

En el caso de los drones, la principal dificultad está ligada a las estrictas limitaciones de peso y a la distribución de la masa, que condiciona directamente la capacidad y estabilidad de vuelo. Por ello, el diseño de la electrónica de potencia, así como el dimensionamiento de la batería y de la pila de hidrógeno, se está optimizando de forma conjunta para asegurar una integración que no comprometa las prestaciones de vuelo.

En los patinetes eléctricos, el reto está en la dinámica de uso no y no en el espacio. Sus curvas de aceleración y frenada exigen un sistema de control capaz de responder con gran rapidez, seleccionando en milisegundos la fuente de energía más adecuada (batería, pila de hidrógeno o ambas) para mantener las prestaciones y, al mismo tiempo, maximizar la autonomía.

La hoja de ruta para la validación del prototipo contempla varias fases. Una vez culminado el diseño y la fabricación del sistema híbrido, el ITE realizará una primera campaña de ensayos en laboratorio, en un entorno controlado que permitirá ajustar la electrónica, el modelo de control y la interacción entre batería y pila de hidrógeno.

Siguientes pasos

Tras esta etapa, se integrará el sistema en un dron y en un patinete reales. Con la colaboración de las empresas participantes en el proyecto, se llevarán a cabo vuelos controlados y rutas establecidas, monitorizando en todo momento el comportamiento del sistema, el reparto de energía entre las dos fuentes y la autonomía conseguida frente a configuraciones convencionales solo con batería.

El proyecto Helios, con expediente IMDEEA/2025/107, ha sido financiado por IVACE+i y la Unión Europea dentro del Programa Operativo FEDER de la Comunidad Valenciana 2021–2027.