Mantener el frío bajo presión: sistemas de gestión térmica de baterías

En una era en la que los vehículos eléctricos (VE) dominan cada vez más nuestras carreteras y las fuentes de energía renovables están en alza, la tecnología de las baterías desempeña un papel fundamental en la configuración de nuestro futuro sostenible. Sin embargo, el funcionamiento eficiente y la longevidad de las baterías dependen en gran medida de la gestión de un factor crucial: la temperatura. Aquí es donde entran en juego los sistemas de gestión térmica de baterías (BTMS). En este artículo, nos adentraremos en el fascinante mundo de los BTMS, explorando su importancia, retos críticos y requisitos.

La importancia de los sistemas de gestión térmica de baterías

• La seguridad ante todo

La seguridad es primordial cuando se trabaja con baterías de iones de litio de alta capacidad. Las temperaturas extremas pueden provocar fugas térmicas y causar fallos catastróficos, incendios o explosiones. Los BTMS desempeñan un papel crucial en el mantenimiento de un rango de temperaturas de funcionamiento seguro para las baterías, protegiendo a los usuarios y al medio ambiente.

• Rendimiento de la batería

La temperatura influye enormemente en el rendimiento de las baterías. El frío extremo puede reducir la capacidad y el rendimiento de una batería, mientras que el calor excesivo puede acelerar su degradación y acortar su vida útil. El BTMS ayuda a mantener temperaturas de funcionamiento óptimas, garantizando el máximo rendimiento y eficiencia.

• Autonomía y eficiencia

En los vehículos eléctricos, mantener la temperatura adecuada de la batería es clave para maximizar la autonomía y la eficiencia. El BTMS ayuda a regular la temperatura, minimizando las pérdidas de energía y garantizando que el vehículo pueda recorrer distancias más largas con una sola carga.

Temas y problemas críticos en la gestión térmica de baterías

• Mitigación del embalamiento térmico

La prevención del desbordamiento térmico es una de las principales preocupaciones del BTMS. Implica supervisar y controlar la temperatura de la batería, asegurándose de que se mantiene dentro de un rango seguro. Para ello, los sistemas avanzados utilizan métodos de refrigeración como la refrigeración líquida o por aire, combinados con sofisticados algoritmos de control.

• Distribución uniforme de la temperatura

Garantizar que todas las celdas de una batería mantengan una temperatura uniforme es todo un reto. Las variaciones de temperatura pueden provocar un desgaste desigual y reducir la vida útil total de la batería. Los BTMS avanzados emplean técnicas como el equilibrado activo de celdas y la detección multipunto de la temperatura para resolver este problema.

• Eficiencia energética

El propio BTMS consume energía para mantener la temperatura de la batería, lo que puede afectar a la eficiencia global del sistema. Los ingenieros trabajan continuamente para mejorar la eficiencia energética de los BTMS mediante soluciones innovadoras, como la recuperación del calor residual y un aislamiento térmico optimizado.

• Gestión térmica en condiciones extremas

Las baterías se utilizan en entornos muy diversos, desde el frío glacial del Ártico hasta el calor abrasador de los desiertos. Desarrollar BTMS que puedan funcionar con fiabilidad en condiciones extremas sigue siendo un reto, ya que estos sistemas deben adaptarse a rangos de temperatura variables.