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Cómo la gestión térmica influye en el Rendimiento de las Baterías

Cómo la gestión térmica influye en el Rendimiento de las Baterías

18 de abril de 2023

Elegir el fabricante adecuado de baterías de litio es fundamental para garantizar el máximo rendimiento y durabilidad de tu paquete de baterías. Tanto en la decisión acerca de los materiales, como en la personalización del producto y en el monitoreo posterior, es clave contar con el know-how de una empresa experta. Descubre por qué una gestión térmica eficaz garantiza el máximo rendimiento de tu paquete de baterías de litio. Este criterio puede ser clave para elegir el fabricante adecuado para tu proyecto empresarial.

Los efectos de la temperatura en las baterías de litio

Mantener la temperatura de la batería dentro de un intervalo óptimo es crucial para su rendimiento y vida útil. 

  • Si la temperatura es demasiado alta, puede provocar una degradación prematura de la batería, lo que se traduce en una disminución de los ciclos de vida y una reducción de la capacidad de la batería. 
  • Si la temperatura es demasiado baja, también puede reducir la capacidad de la batería, lo que afectaría negativamente a su funcionamiento. 

Por lo tanto, es importante controlar y mantener la temperatura de la batería dentro de los límites adecuados para maximizar su rendimiento y prolongar su vida útil. De este control se encarga el sistema de gestión avanzada de la batería (bms), así como sistemas de calefacción y refrigeración.

Tipos de sistemas de calefacción y refrigeración

Existen dos formas distintas de implementar sistemas de calefacción en baterías: la primera es mediante la aplicación de resistencias eléctricas directamente en las celdas, mientras que la segunda es a través de un circuito de líquido. 

Por otro lado, hay tres métodos diferentes para enfriar las baterías: 

  • Ventilación forzada que intercambia el aire dentro y fuera del paquete de baterías
  • Acondicionamiento que intercambia el aire dentro del paquete 
  • Acondicionamiento que intercambia líquidos en el interior del paquete

La elección de la solución más adecuada depende del campo de aplicación, la tensión del paquete de baterías y la producción en serie esperada.

Es fundamental elegir los tipos de sistemas de calefacción y refrigeración adecuados para ayudar al BMS a conseguir equilibrar el rango de temperaturas de las celdas para no sufrir deterioro.

El sistema de refrigeración en baterías de litio

La decisión de insertar un sistema de enfriamiento dentro de un paquete de baterías de litio es, en cambio, más compleja, ya que es un aspecto particularmente oneroso, que afecta significativamente el costo final de la batería y no siempre es funcional.

Por lo tanto, es importante un estudio preliminar cuidadoso de los requisitos de trabajo de la aplicación: por regla general, si el vehículo no tiene tiempos de carga o descarga rápidos y no hay más ciclos en el mismo día, el sistema de refrigeración no es necesario.

Si tomamos el ejemplo concreto de una barredora de calles que trabaja solo unas pocas horas al día, podemos ver como la inclusión de un sistema de refrigeración es poco efectiva. De hecho, si la batería se enfría pero luego el vehículo permanece inactivo por el resto del día, la batería seguirá expuesta a la temperatura exterior la mayor parte del tiempo y, por lo tanto, el sistema de enfriamiento integrado será inútil.

Por el contrario, todas aquellas aplicaciones sometidas a un uso intensivo, en las que el estrés de la batería es muy elevado debido a las numerosas cargas y descargas rápidas que contribuyen al aumento de la temperatura interna.

Tomemos por ejemplo los vehículos AGV y LGV utilizados en sistemas logísticos, que trabajan en ciclo continuo 24/7 en países como Marruecos, Brasil, Qatar, donde las condiciones climáticas son especialmente altas: sin sistema de refrigeración, en estas condiciones , la vida útil de las baterías utilizadas en estas aplicaciones se reduciría drásticamente.

VENTAJAS DEL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN

→ Perfecto para aplicaciones de servicio pesado que requieren carga o descarga rápidas
→ Adecuado para uso en vehículos donde la carga de la batería es alta

El sistema de calefacción en baterías de litio 

El uso de un sistema de calefacción dentro de una batería de litio diseñada para un vehículo híbrido o eléctrico es una característica muy recomendable, que en NCPOWER implementamos en casi todas nuestras baterías.

¿Por qué adoptamos esta opción de gestión térmica?

Para evitar problemas de seguridad en la batería.

Las baterías de litio tienen la limitación de no poder cargarse por debajo de los cero grados de temperatura. Además, si se dejan a temperaturas inferiores a 10°C su resistencia interna disminuye provocando una disminución del voltaje y, en consecuencia, una reducción de la eficiencia.

Para garantizar un funcionamiento correcto y un rendimiento constante incluso con temperaturas frías, es muy ventajoso insertar un sistema que lo caliente dentro de la batería.

Gracias al sistema de calefacción, una máquina conectada a la red durante la carga puede mantener la temperatura de la batería de litio, por ejemplo a 15°C, y por tanto estar lista para su uso con el máximo rendimiento.

El sistema de calefacción tiene entonces un bajo impacto en el costo total de la batería y permite que la aplicación pueda estacionar en lugares abiertos en cualquier condición climática.

VENTAJAS SISTEMA DE CALEFACCIÓN

→ Mantiene el rendimiento de la batería sin cambios
→ Aumenta la eficiencia general del vehículo
→ Permite el uso inmediato de la aplicación incluso después de un período de inactividad a bajas temperaturas
→ Tiene un bajo impacto en el costo total de la batería

Prioriza la gestión térmica eficaz al elegir tu paquete de baterías de litio

En resumen, una gestión térmica eficaz es fundamental para garantizar el máximo rendimiento, durabilidad y seguridad de un paquete de baterías de litio. Al elegir un fabricante adecuado y una batería de litio con un sistema de gestión o software de monitoreo, se puede asegurar una gestión térmica adecuada y una vida útil prolongada del paquete de baterías.

Cada aplicación tiene necesidades específicas y, antes de tomar una decisión tan importante como la de comprar una batería de litio, es fundamental contar con el apoyo de un fabricante competente y experimentado, que permita la fabricación de paquetes de baterías más adecuadas para la climatología de la aplicación, garantizando así el máximo rendimiento, la seguridad y confianza de nuestros clientes.

Las temperaturas y condiciones atmosféricas de uso, así como el ciclo de trabajo de la aplicación pueden ser determinantes para la elección del sistema que utilizaremos dentro del paquete de baterías (calefacción o refrigeración).

El tipo de aplicación, su consumo, sus dimensiones, espacios, peso, contexto y formas de uso son elementos claves que desde el departamento de ingeniería utilizamos en el estudio de cada proyecto de electrificación.

Nuestra solución personalizada y modular puede adaptarse específicamente a las necesidades y requisitos del proyecto en cuestión, lo que nos permite una mayor eficiencia en la gestión térmica y, por lo tanto, un mejor rendimiento y durabilidad de la batería.

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