Un enfriador de batería con refrigeración por aire es un aparato especializado que proporciona enfriamiento para sistemas de baterías, logrando un rendimiento térmico óptimo en cuanto a seguridad, desempeño y vida útil de la batería. Dado que las baterías, como las utilizadas en vehículos eléctricos, sistemas de almacenamiento de energía y paquetes industriales de baterías, generan calor durante los procesos de carga y descarga, el exceso de calor se convierte en un riesgo de seguridad. Un enfriador de batería con refrigeración por aire ofrece ventajas únicas en términos de instalación, mantenimiento y adaptabilidad ambiental, ya que no circula agua como lo hacen los enfriadores refrigerados por agua. El aumento en la demanda de enfriamiento eficiente de baterías ha planteado la necesidad de responder a la pregunta: "¿Por qué un enfriador de batería con refrigeración por aire es la mejor opción?"
Los profesionales de negocios e ingenieros en los sectores energético y automotriz se beneficiarán al comprender las ventajas principales de un enfriador por aire para baterías. En comparación con los enfriadores por agua y los sistemas de convección natural, un enfriador por aire para baterías no requiere sistemas de agua. Esto lo hace más económico y eficiente.
Un enfriador de batería refrigerado por aire no necesita tuberías de agua, bombas ni acceso al agua. Esto minimiza la posibilidad de fugas, lo cual es importante para las baterías. Las fugas de agua pueden causar cortocircuitos o destruir la batería. Los enfriadores de batería refrigerados por aire pueden funcionar en una amplia gama de entornos. Pueden operar con temperaturas ambiente desde -10°C hasta 45°C. Como este rango no incluye temperaturas bajo cero, estos enfriadores pueden funcionar en exteriores en áreas remotas donde no se deba preocuparse por el agua, y pueden utilizarse para almacenamiento de energía fuera de la red. Estos enfriadores de batería requieren menos mantenimiento en comparación con otros tipos. No cuentan con sistemas de filtración de agua ni intercambiadores de calor, y solo necesitarán inspecciones y mantenimiento de los filtros de aire y del ventilador. Estas ventajas simplifican considerablemente la instalación de los enfriadores de batería refrigerados por aire y los hacen rentables para aplicaciones de enfriamiento de baterías.
Un enfriador de batería con aire refrigerado es una parte vital de los sistemas de enfriamiento de baterías. Regula la temperatura y el volumen para mantener un rendimiento óptimo de la batería. Específicamente, evita el sobrecalentamiento. Una temperatura relativamente alta reduce el rendimiento de los sistemas de baterías, particularmente las baterías de iones de litio que funcionan mejor entre 20°C y 35°C.
Los enfriadores de batería refrigerados por aire utilizan monitoreo inteligente de temperatura y velocidades de ventilador ajustables para mantener un rango de temperatura preestablecido y evitar el sobrecalentamiento. Este sobrecalentamiento provoca una reducción en la capacidad de almacenamiento de una batería y puede resultar en una condición de fuga térmica. En segundo lugar, los enfriadores de batería refrigerados por aire promueven una distribución uniforme del calor. A diferencia de la convección natural, que puede dejar puntos calientes en un paquete de baterías, los enfriadores de batería refrigerados por aire proporcionan un flujo de aire uniforme a todas las celdas de la batería. No se permite que ninguna celda de batería 'funcione caliente' debido al exceso de calor. En tercer lugar, los enfriadores de batería refrigerados por aire refuerzan los cambios dinámicos en el sistema de enfriamiento. Durante la carga rápida de vehículos eléctricos, la carga de la batería cambia rápidamente, y los enfriadores de batería refrigerados por aire cambiarán automáticamente la capacidad de enfriamiento en tiempo real para equilibrar el calor que produce la batería, evitando así un enfriamiento excesivo o insuficiente. Este control dinámico no solo protege a la batería de posibles daños, sino que también minimiza el consumo de energía del enfriador.
Actualmente existen múltiples escenarios, y el enfriador de batería con refrigeración por aire continúa manteniendo flexibilidad y fiabilidad. El primero de estos escenarios son los vehículos eléctricos (EV) y los vehículos híbridos eléctricos (HEV). En los EV, un enfriador de batería con refrigeración por aire enfría la batería de tracción mientras se conduce a alta velocidad o durante la carga rápida, para evitar la degradación del rendimiento y prolongar la vida útil de la batería.
Su diseño compacto permite que se ajuste dentro de los espacios limitados de los compartimentos de motor de los vehículos. También es ideal para sistemas estacionarios de almacenamiento de energía (ESS). Los ESS integrados con plantas de energía solar o eólica suelen funcionar al aire libre, y un enfriador de aire para baterías puede adaptarse al clima exterior para mantener el sistema de baterías fresco durante el almacenamiento y la descarga de energía en períodos de energía estable, inestable o altamente variable. En tercer lugar, se utiliza en aplicaciones industriales de baterías. El enfriador de aire para baterías proporciona un enfriamiento continuo durante operaciones exigentes en estructuras como montacargas, vehículos guiados automatizados (AGV) o paquetes de baterías de respaldo industriales, y reduce el tiempo de inactividad causado por el sobrecalentamiento de las baterías. Además, se utiliza en laboratorios pequeños y medianos de pruebas de baterías, donde es necesario simular condiciones de funcionamiento de la batería y probar su rendimiento para determinar escenarios del mundo real; el control de temperatura debe ser preciso, ya que debe regular la temperatura con exactitud para simular condiciones operativas reales durante las pruebas de rendimiento de la batería.
Factores a considerar para….
Hay varias cosas importantes a tener en cuenta para garantizar un equilibrio adecuado de las necesidades de refrigeración. Para empezar, la capacidad de enfriamiento, o potencia de refrigeración, es la característica más importante de un enfriador de batería con aire (kW), que es la unidad de medida, y debe ser igual al calor generado por el sistema de baterías. Tenga cuidado, ya que tanto una capacidad insuficiente como una excesiva tienen consecuencias negativas.
Para comprender los esfuerzos de refrigeración necesarios, se debe calcular el calor máximo que una batería puede generar a partir de su capacidad, las tasas de carga y la carga de operación. Además, en ciertos escenarios, la contaminación acústica generada por el sistema de refrigeración es crucial. Por ejemplo, los enfriadores de aire para baterías en sistemas de respaldo para centros de datos y en vehículos eléctricos (EV) están diseñados para funcionar a menos de 60 dB con el fin de evitar la contaminación acústica. En tercer lugar, el costo económico depende de la eficiencia energética. Para lograr ahorros de costos a largo plazo, será necesario un enfriador de aire para baterías que ofrezca una alta Relación de Eficiencia Energética (EER) y/o una Relación de Eficiencia Energética Estacional (SEER), indicadores del ahorro energético del enfriador. Adicionalmente, se requerirá la comunicación entre los enfriadores de aire para baterías y los sistemas de gestión de baterías (BMS). Esta comunicación permitirá al BMS coordinar el control de temperatura variable, una característica beneficiosa mediante la cual el BMS enviará al enfriador datos en tiempo real sobre la generación de calor, lo que ajustará automáticamente los esfuerzos de refrigeración.
Analicemos el primer mito que dice: "un enfriador de batería con refrigeración por aire es menos eficiente que un enfriador por agua". Existe la percepción común de que el agua es un mejor refrigerante debido a su alta eficiencia en la transferencia de calor. Sin embargo, para las necesidades de enfriamiento de baterías, especialmente en sistemas de baterías pequeños y medianos, la eficiencia de un enfriador de batería con refrigeración por aire es más que suficiente. Además, la energía ahorrada al no tener que hacer funcionar las bombas de agua tiende a compensar las pequeñas diferencias en eficiencia de transferencia de calor. El segundo mito es: "un enfriador de batería con refrigeración por aire no puede funcionar en ambientes de alta temperatura". Los actuales enfriadores de batería con refrigeración por aire cuentan con componentes resistentes al calor junto con ventiladores de velocidad variable que pueden operar a temperaturas de hasta 45 °C, lo cual es ideal para entornos cálidos. El tercer mito es: "un enfriador de batería con refrigeración por aire es propenso a la acumulación de polvo y residuos". Es cierto que los sistemas refrigerados por aire filtran el aire, pero la mayoría de los enfriadores de batería con refrigeración por aire tienen filtros de aire lavables e ignífugos, y una limpieza regular de los filtros (es decir, cada 1 a 3 meses) es suficiente para mantener el rendimiento.
El mito número cuatro afirma: «El enfriador de batería refrigerado por aire es más costoso que otras opciones». La verdad es que la instalación y el mantenimiento de los enfriadores de batería refrigerados por aire son menos costosos si se evalúa el costo total de propiedad (TCO) a largo plazo, que es aproximadamente de 5 a 10 años; los enfriadores de batería refrigerados por aire son más económicos que los enfriadores por agua.
EN
Noticias Calientes