Desafíos en la gestión térmica de la batería EV

A medida que la tecnología avanza y evoluciona, las tecnologías de gestión térmica actuales nos permiten usar y controlar la energía térmica en los vehículos eléctricos de manera más eficiente.Se optimiza la gestión de la temperatura entre componentes como la batería, el sistema HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado), el motor eléctrico y el inverter.Esto se hace usando el llamado Sistema de Gestión Térmica de Baterías (BTMS).

Hoy en día, la mayoría de las baterías se enfrían usando refrigeración líquida, es decir, usando un placa fría de líquido de batería, porque el líquido plato frio permite un mejor control de la temperatura.Los líquidos son mejores conductores del calor que el aire, cientos de veces mejores, para ser exactos, lo que ayuda a controlar la temperatura.

Debido a que era mucho más costoso producir baterías al comienzo de la revolución EV, los fabricantes hicieron todo lo posible para minimizar los costos de producción, lo que hizo que la refrigeración pasiva por aire fuera más atractiva.Pero durante la última década, los costos de la batería han disminuido y la carga rápida se ha vuelto cada vez más popular debido a sus mayores requisitos de enfriamiento.Como resultado, la tecnología de refrigeración pasiva por aire se ha vuelto cada vez menos común.

Por qué las baterías de los vehículos eléctricos necesitan refrigeración

Las baterías EV tienen un rango operativo específico que es fundamental para la duración y el rendimiento de la batería.Están diseñados para operar a temperaturas ambiente entre 68°F y 77°F (20°C y 25°C).Un mejor control de la temperatura de la batería puede mejorar su rendimiento y vida útil.

Durante el funcionamiento, pueden soportar temperaturas entre -22 °F y 140 °F (-30 °C y 50 °C).

Durante la carga, pueden soportar temperaturas entre 32 °F y 122 °F (0 °C y 50 °C).

Las baterías generan calor durante el funcionamiento, por lo que deben estar dentro del rango operativo.A altas temperaturas (entre 158 °F y 212 °F, o entre 70 °C y 100 °C), puede ocurrir una fuga térmica, lo que lleva a una reacción en cadena que destruye la batería.

Durante la carga rápida, la batería debe enfriarse.Esto se debe a que la alta corriente que ingresa a la batería genera un exceso de calor que debe eliminarse para mantener una tasa de carga alta y no sobrecalentar la batería.

A veces también necesitan calentarse o mejorar el rendimiento cuando la temperatura es demasiado baja.Por ejemplo, las baterías no se pueden cargar a temperaturas inferiores a 32 °F (0 °C).O bien, empresas como Tesla ofrecen precalentamiento de la batería en algunos modelos para lograr un alto rendimiento, acelerando de 0 a 60 mph en menos de 2 segundos.

Desafíos de la gestión térmica

Los desafíos de gestión térmica más comunes de las baterías de los vehículos eléctricos son las fugas, la corrosión, la obstrucción, la intemperie y el envejecimiento.Como verá, los sistemas de refrigeración líquida presentan desafíos que no existen con los sistemas de refrigeración por aire.

Las fugas sólo se producen en los sistemas de refrigeración líquida, y sus conexiones de tubería tienen un riesgo de fugas a medida que las baterías envejecen.Cualquier fuga degradará rápidamente el rendimiento y la vida útil de la batería.Incluso pueden hacer que el EV deje de funcionar si la humedad erosiona el aislamiento eléctrico de la batería.Los módulos de batería, las interconexiones, las bombas y las válvulas deben permanecer intactos.

La corrosión solo puede ocurrir en sistemas de refrigeración líquida, cuyas placas frías se corroen a medida que envejece el glicol líquido.Por lo tanto, el refrigerante debe reemplazarse como parte del mantenimiento del vehículo.

La obstrucción es riesgosa en cientos de pequeños pasajes donde el fluido fluye a través de la batería.

El clima global plantea diferentes desafíos térmicos para las baterías.Los ejemplos incluyen dejar el automóvil bajo el sol durante períodos prolongados o vivir en lugares con temperaturas invernales poco profundas.Las baterías siempre deben poder soportar una amplia gama de temperaturas.El sistema de enfriamiento de la batería debe activarse incluso cuando el vehículo no está en uso.

El envejecimiento conduce a problemas de gestión térmica que deben planificarse.A medida que la batería envejece, la mayor parte de la energía se pierde en forma de calor.Los sistemas de administración térmica deben construirse para estas condiciones más duras que ocurren más adelante en la vida útil de la batería, no solo para las condiciones típicas de los primeros años.

Los vehículos eléctricos son una tendencia en el futuro y, a medida que la tecnología de los vehículos eléctricos evolucione, seguirán surgiendo nuevos desafíos para la gestión térmica de sus baterías y otros componentes.Como proveedor profesional de soluciones de refrigeración para vehículos eléctricos, Winshare se mantendrá al día con el mercado y brindará a los clientes las soluciones térmicas de placa fría más avanzadas y efectivas.