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A medida que las plataformas de vehículos eléctricos avanzan hacia mayores potencias de carga, una mayor densidad energética y diseños más compactos, los sistemas de gestión térmica de las baterías están asumiendo un papel cada vez más importante en el rendimiento y la durabilidad del vehículo.
Los enfriadores de batería forman parte de esta arquitectura de gestión térmica al eliminar el exceso de calor del circuito de refrigeración de la batería y ayudar a mantener temperaturas más estables en las celdas durante la carga y el funcionamiento.
En autobuses eléctricos y otros vehículos comerciales, esto resulta especialmente relevante, ya que los sistemas de baterías suelen estar sometidos a largas horas de funcionamiento, ciclos de carga repetidos y elevadas cargas térmicas.
En un sistema típico de refrigeración líquida indirecta, el refrigerante circula a través de placas frías o canales integrados en el paquete de baterías.
Cuando aumenta la temperatura de la batería, el sistema de gestión térmica transfiere el calor del refrigerante líquido al circuito frigorífico a través del enfriador. El líquido refrigerado vuelve después al paquete de baterías y continúa circulando por el sistema.
La capacidad de refrigeración puede ajustarse según la temperatura de la batería, las condiciones de carga, la carga del vehículo y la temperatura ambiente.
Esto permite que el sistema de gestión térmica responda de forma dinámica a los cambios en las condiciones de funcionamiento y contribuya a mantener un rendimiento más constante de la batería.
📷Los componentes de gestión térmica de la batería deben integrarse a menudo en plataformas de vehículos con espacio disponible limitado.
Los módulos de refrigeración estandarizados no siempre se adaptan a los requisitos de espacio, seguridad frente a impactos o arquitectura eléctrica de cada vehículo.
TKT ha desarrollado configuraciones personalizadas de enfriadores de batería que separan componentes como los compresores y las bombas de refrigerante de la unidad principal de gestión térmica.
Este tipo de enfoque modular puede permitir a los ingenieros posicionar los componentes según los requisitos de la plataforma del vehículo, en lugar de quedar condicionados por una única carcasa integrada.
Un ejemplo consiste en reubicar el compresor de alta tensión lejos de zonas expuestas a posibles impactos laterales.
Según TKT, esta configuración se desarrolló para un proyecto europeo de vehículo eléctrico en el que el compresor se trasladó a una ubicación protegida bajo la carrocería.
Separar el compresor de la unidad principal de refrigeración puede ofrecer a los ingenieros de vehículos una mayor flexibilidad al equilibrar los requisitos de gestión térmica con la protección frente a impactos y la ubicación de los componentes de alta tensión.
📷Otro enfoque consiste en separar la bomba de refrigerante del módulo principal de refrigeración.
Esto puede reducir el tamaño físico de la unidad de gestión térmica y ofrecer una mayor flexibilidad al distribuir los paquetes de baterías y los componentes de refrigeración dentro del vehículo.
La posición de la bomba también puede influir en el rendimiento hidráulico.
Instalar la bomba en una posición más baja dentro del circuito de refrigeración puede ayudar a mantener una presión positiva en la entrada y reducir el riesgo de cavitación, que puede afectar a la eficiencia de la bomba y a la durabilidad de los componentes.
Los sistemas de gestión térmica de las baterías evolucionan junto con los cambios en la química de las celdas, la arquitectura de las baterías y las prestaciones de carga.
Una mayor potencia de carga y una mayor densidad energética pueden incrementar las cargas térmicas, aumentando las exigencias sobre la capacidad de refrigeración y la uniformidad de la temperatura.
Al mismo tiempo, los fabricantes de vehículos integran cada vez más la refrigeración de la batería, la gestión térmica del habitáculo, la calefacción y la recuperación de calor dentro de arquitecturas térmicas integradas.
Estos sistemas pueden reducir el número de componentes independientes y, al mismo tiempo, mejorar la gestión energética general del vehículo.
Los autobuses eléctricos presentan condiciones exigentes para la gestión térmica debido a su gran capacidad de batería, sus largas horas de funcionamiento y sus ciclos de carga repetidos.
Una refrigeración eficaz de la batería puede influir, por tanto, en la consistencia de la carga, la durabilidad de la batería y la disponibilidad general del vehículo.
El desarrollo de arquitecturas de refrigeración más modulares y configurables ofrece a los fabricantes de autobuses una mayor flexibilidad al integrar sistemas de gestión térmica en diferentes chasis, configuraciones de baterías y sistemas de propulsión.
A medida que las plataformas de autobuses eléctricos continúan evolucionando, el diseño de los enfriadores de batería seguirá siendo previsiblemente una parte importante de la estrategia general de gestión térmica del vehículo.
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