Sistemas de Refrigeración y Mantenimiento de Baterías: Factores Clave y Tipos

Sistemas de Refrigeración y Mantenimiento de Baterías

Refrigeración por Aire: La circulación de aire, ya sea por convección o forzada, es más sencilla y económica, pero menos eficiente.

Refrigeración Líquida: Utiliza un líquido refrigerante que circula por el pack de baterías y disipa el calor mediante un intercambiador térmico.

Importancia del Mantenimiento

Una correcta gestión térmica evita el sobrecalentamiento, la degradación prematura de las baterías y reduce pérdidas de rendimiento.

Características Técnicas de Baterías de Litio (LI)

CTS Baterías de LI:

• Tensión por celda: 3,7 voltios
• Densidad de energía: 90 a 160 Wh/Kg
• Ciclos de vida: 1000-3000
• Baja autodescarga
• No sufren efecto memoria
• Sensibles a temperaturas extremas y sobrecargas
• Necesitan un sistema de gestión de batería (BMS) para evitar daños por descarga total o sobrecarga

Ventajas e Inconvenientes de las Baterías de Litio

Ventajas:

• Alta densidad energética
• Baja autodescarga
• No tienen efecto de memoria
• Larga vida útil en comparación con otras baterías

Inconvenientes:

• Sensibles a temperaturas extremas
• Necesitan circuitos de protección contra sobrecarga y descarga
• Riesgo de inflamabilidad si se estropean o sobrecalientan
• Alto costo de fabricación y reciclaje complejo

CTS Batería Toyota Prius

• Tensión total: 201,6V
• Tensión por bloque: 102,3V
• 56 módulos totales en los dos bloques
• Capacidad: 1Kwh

Factores Limitantes al Dimensionar una Batería

Los factores clave a considerar son:

• Tensión de trabajo del motor y de la electrónica de potencia. Es lo primero a considerar en el diseño, la tensión del elemento usado como mínimo expresión de almacenamiento en el pack.
• Potencia y capacidad necesarias para mover el vehículo a la velocidad adecuada durante el tiempo o kilómetros deseados.

Formas Constructivas de Packs de Baterías

Existen principalmente dos formas constructivas:

Packs con Pocas Celdas Grandes:

Lleva 48 módulos conectados en serie y cada uno de estos módulos lleva 4 celdas y es de 7,6 V (2 en serie de 3,8 V) y 66,2 Ah (2 grupos en paralelo de 33,1 Ah).

Packs con Muchas Celdas Pequeñas:

Tesla usa miles de celdas pequeñas típicas de las baterías de ordenador portátil de 3,6 voltios nominales y 3100mAh. Se fabrican por millones y consiguen precios competitivos, mayor energía y mayor facilidad de refrigeración gracias a que son cilíndricas.