La temperatura que alcanzan las baterías de los coches eléctricos influyen en su rendimiento, pero también en la seguridad y la durabilidad.
¿Sabías que un calor excesivo puede disminuir entre las celdas de batería puede disminuir su esperanza de vida? ¿Y que si la temperatura es demasiado baja puede afectar a la salida de energía?
Así es. Cualquier cambio de temperatura puede provocar una merma de las prestaciones y acortar la vida útil de la batería de un coche eléctrico. De ahí que sea tan importante mantenerla estable.
Son varias las opciones existentes para refrigerar las baterías de los coches eléctricos:
- refrigeración líquida por inmersión
- mediante aire
- mediante materiales de interfaz térmicos
De estas tres, ha sido la refrigeración por inmersión la que ha demostrado ser la más idóneo para los futuros diseños por batería.
Ahora bien, no existe un único método de refrigeración líquida por inmersión.
- Tradicionalmente, la refrigeración líquida por inmersión en la industria del automóvil se ha basado en mezcla de agua gliconada o solamente agua que, por naturaleza, es muy conductora y corrosiva.
Para poder introducirse en el agua, los componentes a enfriar tienen que estar sellados para evitar cualquier riesgo de daño y esto limita la eficiencia de la refrigeración, ya que no existe un contacto directo. También impone otras limitaciones de diseño a los ingenieros. - La refrigeración por inmersión con fluidos basados en hidrocarburo es otra alternativa que funciona bien en muchas aplicaciones, pero la inflamabilidad de este método pone en cuestión su uso en el mercado de la automoción.
Además, la combinación del bajo coeficiente de expansión térmica y la elevada viscosidad de los lubricantes hace que las propiedades convectivas sean menos favorables.
También se requiere una bomba para eliminar el calor de los componentes. Y la naturaleza de los aceites complica los procesos de mantenimiento, por no mencionar el peligro de exposición a líquidos inflamables.
Refrigeración con agentes químicos, lo que llega
Muchas organizaciones del sector están a la búsqueda de la próxima generación de refrigeración líquida por inmersión, basada en agentes químicos especialmente fluorados. Estos elementos cuentan con el beneficio de permitir el contacto directo y, por lo tanto, la gestión térmica resulta más rápida y eficiente. Y, por si fuera poco, permiten la inmersión completa, ya que no producen daños ni dejan residuos.
Estos fluidos tampoco son corrosivos ni suelen necesitan equipos auxiliares, por lo que su impacto en el tamaño de la batería es mínimo.
Lo que dice la legislación ambiental
Otro aspecto a tener en cuenta con cualquier refrigerante de batería es la legislación ambiental, que puede afectar en su uso en el futuro.
Aunque los químicos dieléctricos tienen sus ventajas, muchos de ellos son mirados con lupa por las normativas. Por ejemplo, los HFC, unas sustancias químicas normalmente empleadas en aplicaciones de transferencia de calor, se encuentran en fase de eliminación gradual bajo la regulación F-gas. Se espera que en 2030 su producción y su uso se hayan reducido un 79 por ciento (con respecto a ahora).
3M cuenta con productos como 3M Novec Engineered Fluids que no se ve afectado por la regulación F-gas y ofrece valores muy bajos del índice global warming potential (GWP) y, en consecuencia, baja permanencia en la atmósfera y zero ozone depletion potential.
Es por eso un fluido recomendado para satisfacer las necesidades actuales y futuras de disipación de calor en la batería de un vehículo.
