¿Enfriamiento activo de las baterías?

¿Sabías que el Nissan Leaf y el Volkswagen e-Golf carecen de refrigeración activa de las baterías? Nissan ha puesto restricciones a la carga rápida. Volkswagen reduce la potencia del motor si conduce demasiado fuerte. No importa qué solución se elija para controlar la temperatura. ¡Lea por qué!

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La cualidad que rara vez se menciona.

Los coches eléctricos modernos deberían tener sistemas que controlen la temperatura en las celdas de la batería. Es importante para el rendimiento, para que las baterías se carguen rápidamente, para el alcance y la vida útil de las baterías. Los números de fábrica solo se aplican cuando las baterías están a la temperatura correcta. Las baterías prefieren la misma temperatura ambiente que los humanos. No todos los modelos de coches eléctricos tienen soluciones satisfactorias. Hemos intentado averiguar qué soluciones se utilizan en los modelos más populares. No es una tarea fácil, ni siquiera para los fanáticos de los automóviles.

Ingeniería inversa

Los fabricantes de automóviles prefieren presentar las baterías como cajas negras. Generalmente, se muestran reacios a proporcionar información detallada. Incluso preguntas sencillas como "¿Quién fabricó las celdas de la batería?" pueden resultar muy difíciles de comprender. Por lo tanto, será mucho más complicado averiguar cómo se disipa el calor de las baterías bajo carga o con qué eficiencia se puede añadir calor en días fríos. Afortunadamente, existen personas que se dedican a desmontar objetos para documentar su construcción real : la verdad sin adornos. Automóviles como el Tesla 3, el BMW i3, el Opel Ampera (Chevrolet Bolt) y el Renault Zoe ya han sido analizados en detalle.

¿Enfriamiento pasivo o activo?

El enfriamiento pasivo no puede estire la temperatura de las baterías, pero puede capturar y disipar una gran cantidad de calor a través del metal de la caja de la batería y el aire circundante. Refrigeración por aire activa puede consistir en algo tan banal como un ventilador controlado termostáticamente. Uno enfriado por líquido El sistema es mucho mejor, donde la mezcla de glicol (refrigerante) se conduce en canales alrededor de las baterías. Idealmente, los cambios de temperatura en las baterías pueden contribuir a calentar el habitáculo mediante un intercambiador de calor. En el futuro, quizás las celdas de la batería se monten en cajas con aislamiento térmico.

¿Células planas o redondas?

A nivel mundial, solo un puñado de fabricantes abastecen a todo el mundo con celdas de batería. Los más conocidos son LG Chem, SK Innovation y Samsung SDI en Corea del Sur, BYD y CATL en China, y Panasonic, originaria de Japón. Estos fabricantes solo suministran las celdas y dejan que los fabricantes de automóviles ensamblen sus propios paquetes de baterías. Se utilizan los siguientes tipos de celdas de batería:

Celdas de bolsa

Casi todas las baterías nuevas actuales se basan en celdas planas envueltas en plástico, las llamadas celdas tipo bolsa (también conocidas como celdas de bolsillo o de monedero ). Estas se pueden apilar juntas (pero no demasiado juntas) y, por lo general, en posición vertical.

Células prismáticas

En este caso, las células están envueltas en un material más sólido, como el aluminio, que absorbe más calor que el plástico de las células de la bolsa. El BMW i3 y el Volkswagen e-Golf lo utilizan.

Celdas redondas

Las pilas redondas recuerdan a las pilas de una linterna. Usado por Tesla, pero Toyota también usa/usará celdas redondas. Estos también pueden absorber más calor que las celdas de las bolsas.

 

Refrigeración líquida

tesla 3

Celdas verticales redondas/en forma de manga de Panasonic. Entre las filas de celdas, el refrigerante es conducido a través de canales en correas de refrigeración planas en toda su altura. La cinta refrigerante está adherida a cada celda con un tipo de adhesivo que conduce el calor. Cada celda está rodeada de refrigeración por dos lados. El sistema consta de varios bucles para evacuar el calor. En condiciones frías, el sistema se utiliza para calor las baterias.

Opel Ampera/Chevrolet Bolt

Celdas de bolsa verticales de LG Chem. El marco de enfriamiento separado debajo de las baterías con canales de refrigerante controla la temperatura. Por razones de espacio, las celdas de la batería están apiladas en dos capas en la parte trasera, como elevación adicional. No está claro si las celdas superiores obtienen una refrigeración tan buena como las celdas más cercanas al marco de refrigeración.

Audi e-tron

Celdas de bolsa verticales de LG Chem. Una red de canales de refrigeración debajo de las baterías garantiza que el calor se transporte o, si es necesario, se añada calor. Al enfriarse, el líquido pasa a través de un elemento refrigerante. El radiador del coche se utiliza para calentar. El sistema está conectado a una bomba de calor. Audi afirma que su refrigeración debería ser más eficiente que la solución de Tesla.

Jaguar I-Pace

Celdas de bolsa verticales de LG Chem. Control de temperatura refrigerado por líquido. Se desconoce cómo funcionan los canales, pero se supone que están ubicados debajo de la batería y constan de varios bucles. Jaguar se muestra reticente a publicar información detallada.

Hyundai Kona

Celdas de bolsa de LG Chem. Gestión térmica activa con canales refrigerados por líquido en una placa de refrigeración debajo de las baterías que transporta el calor cuando es necesario. El sistema tiene varios circuitos y su propio refrigerador. El sistema también puede producir calor cuando sea necesario. ¡NÓTESE BIEN! Sólo los coches destinados a los mercados nórdicos tienen calefactor de batería.

KIA e-Niro

Celdas de bolsa de SK Innovation. Refrigeración líquida. Mismo sistema de gestión térmica de las baterías que el Hyundai Kona.

 

Modelos que han pasado de refrigeración por aire a refrigeración líquida

Hyundai ioniq

Celdas de bolsa de LG Chem. Hyundai afirma que los modelos a partir de 2020 con batería de 38,3 kwh cuentan con refrigeración líquida. No hay información sobre cómo está construido el sistema, pero se supone que es del mismo tipo que utiliza el Hyundai Kona y que a partir de 2020 también se implementará en el nuevo KIA e-Soul. El modelo saliente del Ioniq, Serie 1 producido antes de 2020, tiene conductos de ventilación desde el habitáculo con un ventilador controlado termostáticamente que aspira el aire interior hacia el paquete de baterías.

KIA e-Soul 64 kwh

Los modelos a partir de 2020 tienen celdas de bolsa de SK Innovation. Utiliza el mismo sistema de refrigeración y calefacción de la batería que el Hyundai Kona. La primera serie de KIA e-Soul –antes de 2020– ventila las baterías a partir del aire del aire acondicionado del coche. Tienen su propio ventilador para sacar aire si es necesario.

 

Refrigeración activa de la batería con aire.

Renault Zoe

Los nuevos modelos 2020+ con 52 kwh tienen celdas de bolsa verticales de LG Chem. Todos los modelos (también los más antiguos) tienen refrigeración de aire activa que utiliza aire del aire acondicionado del automóvil para suministrar aire enfriado directamente a la caja de la batería: un orificio para entrada y dos para ventilación. De este modo, durante la carga, el vehículo puede encender el aire acondicionado si es necesario. El sistema también puede utilizar aire caliente del sistema de calefacción, por ejemplo durante el precalentamiento.

BMW i3

Los paquetes de baterías prismáticas de Samsung están montados sobre un marco con canales de refrigeración. No es aire, sino gas refrigerante lo que se envía debajo de los paquetes de baterías cuando es necesario. También hay cables calefactores que producen calor eléctrico debajo de las baterías.

 

Sin refrigeración activa de la batería

Nissan Leaf

Células de bolsa mentirosas de AESC chinas. Nissan afirma que no es necesaria una refrigeración activa de la batería, ni siquiera para baterías de 62 kw. Leaf ha puesto una limitación en el software para limitar la carga rápida varias veces seguidas, en el mismo día. El fenómeno lleva el hashtag #rapidgate. Probablemente esto se haga para evitar daños a la batería debido a la falta de enfriamiento activo de la batería. Los automóviles que se entregan a regiones frías tienen calentadores de batería cuyo objetivo principal es proteger las baterías para que no se destruyan en condiciones de frío extremo, no proporcionar una temperatura de funcionamiento óptima.

Volkswagen e-golf

Celdas prismáticas de Panasonic. Volkswagen afirma que las baterías no necesitan una fuente externa para su refrigeración ni calentamiento. Además de la refrigeración pasiva, el e-Golf cuenta con una función que reduce automáticamente la corriente al pisar el acelerador con fuerza durante un tiempo prolongado. La razón oficial es reducir el consumo. La verdadera razón probablemente sea reducir la posibilidad de sobrecalentamiento de la batería. Del mismo modo, la potencia de carga se limita si la batería está demasiado caliente. Esto es común en todos los coches eléctricos, pero rara vez supone un problema en los vehículos con refrigeración activa de la batería. Volkswagen recomienda no realizar cargas rápidas del e-Golf con una frecuencia superior a la de cada dos cargas.

conclusión

No es de extrañar que los coches premium como el Tesla 3 y el Audi e-tron tengan un control adecuado de la temperatura de las celdas de la batería. Aunque se ha demostrado una degradación del rendimiento en el Tesla después de repetidas aceleraciones debido a que la refrigeración de la batería no es lo suficientemente eficiente. Si no es el mejor del mundo, es un referente para el resto de coches eléctricos.

Me impresiona que incluso los coches eléctricos asequibles tengan una refrigeración activa de las baterías basada en líquido. Pienso en particular en los nuevos KIA e-Soul y Hyundai Ioniq. Sobre la marcha también se menciona el turismo Renault Zoe con conductos de aire separados del aire acondicionado directamente a la caja de la batería.

Se trata de lo que obtenemos por nuestro dinero. Si utiliza un coche eléctrico en entornos templados con carga silenciosa, seguramente puede ahorrar unas cuantas coronas eligiendo un modelo sin refrigeración activa de la batería. Lo más importante es que tomes decisiones conscientes.

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A continuación, los fabricantes de automóviles deben explicar cómo garantizan que las celdas de la batería alcancen la temperatura óptima de funcionamiento. ¡Por favor menciónelo en los folletos!

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