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Gestión térmica: clave para maximizar la batería de litio

5 de octubre de 2023

La gestión térmica de la batería es un factor crítico para garantizar el rendimiento óptimo y la vida útil de las baterías de litio. Mantener una temperatura adecuada es esencial para prevenir la degradación de la batería y garantizar su seguridad. Vamos a ver a continuación en qué medida esto es importante para los vehículos eléctricos que funcionan con baterías de litio.

Efectos de la temperatura en las baterías de litio

La gestión térmica del paquete de baterías es esencial para su correcto funcionamiento. La temperatura a la que opera la batería es crítica para su duración y desempeño, por lo que es importante mantenerla dentro del rango adecuado. 

  • Si la temperatura es demasiado baja, se puede reducir la capacidad de la batería
  • Si es demasiado alta, se puede degradar y reducir su vida útil. 

Para asegurar el mejor rendimiento de la máquina en cualquier temperatura y condición ambiental sin comprometer la vida útil de la batería, ¿cuál es la solución? Las baterías de litio con sistemas avanzados de gestión de baterías (BMS). Además, en ciertos casos, puede ser útil contar incluso con sistemas de calefacción y refrigeración.

En NCPOWER, hemos integrado la gestión térmica en nuestro sistema de batería para asegurar el óptimo funcionamiento de la batería en condiciones extremas, ya sea en temperaturas tan bajas como -30°C o tan altas como +45°C. 

Esto no solo garantiza la eficiencia y vida útil de la batería de litio, sino que también protege contra cualquier daño que pueda ocurrir en condiciones adversas.

Tipos de sistemas de calefacción y refrigeración de baterías

Existen dos métodos diferentes para implementar sistemas de calefacción en baterías: 

  • Mediante resistencias eléctricas aplicadas a las celdas 
  • A través de un circuito de fluidos 

Por otro lado, existen tres métodos diferentes para implementar sistemas de enfriamiento: 

  • Mediante ventilación forzada
  • Con refrigeración por aire en el interior del pack
  • Por refrigeración líquida en el interior del pack

La elección de la mejor solución dependerá del uso previsto de la batería, la tensión del paquete de baterías y la cantidad de producción en masa planificada.

El sistema de calefacción en baterías de litio

El sistema de calefacción en baterías de litio es un componente crítico en la gestión térmica de las baterías de litio. Permite mantener la temperatura óptima de funcionamiento de las celdas de la batería, evitando que se dañen o que pierdan capacidad. En definitiva, es importante para garantizar la seguridad y el rendimiento óptimo de la batería en condiciones de temperatura extremas. 

En NCPOWER, implementamos un sistema de calefacción en la mayoría de nuestras baterías de litio para vehículos eléctricos e híbridos. 

Las baterías de litio no pueden cargarse a temperaturas inferiores a 0°C, y si se almacenan a temperaturas más bajas, su eficiencia disminuye. Por lo tanto, al equipar la batería con un sistema de calefacción, se mantiene la temperatura a un nivel adecuado, lo que garantiza un rendimiento constante incluso en temperaturas frías. 

Además, este sistema no aumenta significativamente el costo total de la batería y permite que el vehículo o máquina se pueda usar independientemente del clima.

VENTAJAS SISTEMA DE CALEFACCIÓN

→ No disminuye el rendimiento de la batería
→ Mayor eficiencia general del vehículo o la máquina
→ El vehículo o la máquina se puede utilizar inmediatamente después de un período de inactividad a bajas temperaturas
→ Bajo impacto en el costo total de la batería

El sistema de refrigeración en baterías de litio

batería de litio del sistema de refrigeración

La elección de si se debe incluir o no un sistema de refrigeración en una batería de litio puede ser un asunto más complicado. Puede aumentar significativamente el costo final de la batería y, en algunos casos, podría ser innecesario. Por lo tanto, es importante evaluar los requisitos operativos de la aplicación específica antes de tomar una decisión.

Si se espera que la batería se utilice durante períodos cortos y no se realicen múltiples ciclos de carga y descarga en un solo día, un sistema de enfriamiento puede no ser necesario. Un ejemplo sería una barredora de caminos que solo funciona unas pocas horas al día. En este caso, si la batería se enfría pero luego el vehículo permanece inactivo por el resto del día, el sistema de enfriamiento no sería efectivo.

¿En qué casos, en cambio, sería útil un sistema de refrigeración de baterías de litio? Para aplicaciones de uso intensivo, donde el estrés que sufre el almacenador de energía es muy alto. Al producirse constantes cargas y descargas, aumenta notablemente la temperatura interna. Si no se utiliza un sistema de refrigeración en estas condiciones, la duración de la batería se reducirá drásticamente. Por ejemplo, esto puede aplicarse al uso de vehículos utilitarios que trabajan 24/7, sobre todo si es en climas cálidos.

VENTAJAS SISTEMA DE REFRIGERACIÓN

→ Perfecto para aplicaciones de uso intensivo con cargas y descargas cortas
→ Apto para vehículos donde la carga de la batería es alta

DESVENTAJAS SISTEMA DE REFRIGERACIÓN

→ El costo no es despreciable
→ Poco práctico para aplicaciones que operan solo unas pocas horas al día

¿Cuál es la solución óptima para tu vehículo?

Cada aplicación tiene sus propios requisitos únicos. No hay una solución única y óptima que sea adecuada para todos los vehículos en términos de sistemas de calefacción y refrigeración de baterías de litio. 

La elección de la solución adecuada depende de una serie de factores, como el tipo de vehículo, su uso previsto, la tensión del paquete de baterías, el clima y la cantidad de producción en masa planificada. 

Por lo tanto, es importante estudiar cuidadosamente los requisitos operativos de la aplicación para determinar la solución más adecuada. 

Conclusión

Una gestión térmica eficaz es fundamental para que tu paquete de baterías de litio funcione al máximo de su capacidad. Si la batería se encuentra a una temperatura fuera del rango de funcionamiento óptimo, esto puede provocar una disminución del rendimiento y una reducción de la vida útil de la batería. Además, si la batería se calienta demasiado, puede aumentar el riesgo de seguridad. 

Por lo tanto, es importante elegir el sistema de gestión térmica adecuado para tu batería, que puede incluir calefacción y refrigeración según las necesidades de la aplicación. De esta manera, puedes asegurarte de que la batería funcione correctamente y con la máxima eficiencia energética, lo que a su vez prolongará su vida útil y mejorará su seguridad.

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