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Sistemas activos de gestión térmica
Los sistemas activos utilizan recursos externos (por ejemplo, ventiladores, refrigeradores de líquidos) para regular la temperatura de la batería. Son sistemas más complejos pero ofrecen un control preciso de las condiciones de funcionamiento de la batería.
Índice
Sistemas de refrigeración líquida
La refrigeración líquida es uno de los métodos más eficaces para controlar la temperatura de las baterías de los vehículos eléctricos. El refrigerante, normalmente una mezcla de agua y glicol, fluye por canales o placas en contacto directo o indirecto con las celdas de la batería.
El refrigerante fluye a través de un sistema de circuito cerrado de tubos o placas que entran en contacto con las celdas de la batería. Las celdas de la batería conducen el calor al refrigerante. Este método evita que el refrigerante entre en contacto directo con los componentes eléctricos, lo que mejora la seguridad. A continuación, el refrigerante caliente pasa por un intercambiador de calor, donde el calor se disipa a la atmósfera, a menudo con un radiador y un ventilador.
En este método, las celdas de la batería se sumergen directamente en un líquido dieléctrico (no conductor). Esto permite una transferencia de calor superior porque el líquido está en contacto directo con las celdas. Hay que utilizar refrigerantes especiales y existen problemas de seguridad. Los sistemas de refrigeración directa por líquido pueden gestionar cargas térmicas mucho mayores y son útiles en aplicaciones de alto rendimiento en las que la disipación rápida del calor es fundamental.
- - Alta conductividad térmica que garantiza una transferencia eficaz del calor.
- - Mantiene la batería a una temperatura uniforme.
- - Eficaz en entornos de alta temperatura y aplicaciones de alto rendimiento.
- - Mayor complejidad y coste del sistema.
- - Riesgo potencial de fuga de refrigerante, que puede afectar a la seguridad de la batería.
- - Requiere componentes adicionales como bombas e intercambiadores de calor.
El Tesla Model S y el BMW i3 utilizan sistemas de refrigeración líquida para gestionar eficazmente la temperatura de sus baterías.
Refrigeración por aire forzado
La refrigeración por aire forzado utiliza ventiladores para soplar aire sobre las celdas de la batería, eliminando el exceso de calor por convección. Es un método más sencillo y barato que la refrigeración líquida, pero puede no ser tan eficaz a temperaturas extremas.
- - Mayor complejidad y coste del sistema.
- - Riesgo potencial de fuga de refrigerante, que puede afectar a la seguridad de la batería.
- - Requiere componentes adicionales como bombas e intercambiadores de calor.
- - Transferencia de calor menos eficaz en comparación con la refrigeración líquida.
- - Puede provocar una distribución desigual de la temperatura, causando puntos calientes.
- - Los ventiladores consumen energía y pueden producir ruido.
El Nissan Leaf y el Volkswagen e-Golf han empleado sistemas de refrigeración por aire forzado en sus paquetes de baterías.
Refrigeración termoeléctrica
Los sistemas de refrigeración termoeléctricos utilizan el efecto Peltier, en el que la corriente eléctrica crea una diferencia de temperatura entre los materiales. Este efecto permite calentar y enfriar la batería según sea necesario.
- - Control preciso de la temperatura.
- - Diseño compacto y ligero.
- - Sin piezas móviles, lo que garantiza una gran fiabilidad.
- - Menor eficiencia en comparación con otros métodos de refrigeración.
- - Mayor consumo de energía, lo que afecta a la autonomía del vehículo.
- - Más caro debido a los materiales especializados.
