Contacto del proyecto:
Chris
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Función clave del sistema de refrigeración líquida de la batería:
equilibra eficazmente el calor,
controla con precisión las temperaturas para aumentar la densidad de potencia del sistema de baterías,
y prolonga la vida útil de la batería.
En el diseño de los sistemas de baterías, los ingenieros prestan especial atención al sistema interno de refrigeración líquida. A diferencia de las técnicas de refrigeración natural y refrigeración por aire (que dependen del flujo de aire y tienen limitaciones en aplicaciones de baterías de iones de litio de alta potencia), el sistema de refrigeración líquida utiliza un refrigerante líquido de alta conductividad térmica (normalmente un fluido refrigerante o un líquido termoconductor) para regular la temperatura de la batería. El líquido suele estar sellado dentro de la batería y puede entrar en contacto directo o indirecto con las celdas de la batería.
La refrigeración indirecta por líquido, que emplea la tecnología de placas de refrigeración, está bien establecida y se utiliza ampliamente en estaciones de almacenamiento de energía y vehículos eléctricos. Por otro lado, la refrigeración líquida directa, conocida como refrigeración por inmersión, demuestra una eficacia de refrigeración superior, pero su mantenimiento es más complejo.
El sistema de refrigeración líquida de la batería es una sofisticada configuración que consta de un sistema de control, un sistema de circulación del líquido refrigerante, sensores de temperatura, líquido refrigerante y la placa de refrigeración líquida de la batería. La placa de refrigeración es un elemento fundamental del sistema, ya que permite regular con precisión y eficacia la temperatura de la batería para maximizar su funcionalidad.
Cuando la batería empieza a funcionar, los sensores de temperatura detectan cambios en el interior del pack. Si la temperatura aumenta, el sistema activa la circulación del refrigerante. El refrigerante absorbe el calor de las celdas de la batería y, a través de la placa de refrigeración líquida, intercambia calor con el aire exterior. El sistema de control, utilizando la retroalimentación de los sensores de temperatura, ajusta el flujo de refrigerante y el funcionamiento del radiador para mantener la batería dentro del rango de temperatura ideal.
El sistema de refrigeración líquida de la batería de almacenamiento de energía es estructural y operativamente similar al sistema de refrigeración líquida de la batería de potencia. Incluye componentes esenciales como una placa de refrigeración líquida, una unidad de refrigeración líquida (calentador opcional), tuberías de refrigeración líquida (con sensores de temperatura y válvulas), arneses de alta y baja presión y refrigerante (solución de etilenglicol y agua). Sin embargo, el diseño y la aplicación varían en función de escenarios específicos, como las necesidades de intercambio de calor, la capacidad de generación de energía, el tiempo de uso y las condiciones de funcionamiento, lo que da lugar a diferencias en la selección de la placa de refrigeración líquida.
En el caso de los paquetes de baterías con diversas tecnologías de integración y gestión, la elección del material, el tipo y el procesamiento de las placas de refrigeración líquida varía.
La clave de una placa de refrigeración líquida fiable no reside en su precio
sino en la capacidad del ingeniero para personalizar al máximo los diseños de productos no estándar,
priorizar las consideraciones de rendimiento
Está diseñada con características específicas como el tamaño del orificio, el nervio central y las dimensiones. La materia prima de la placa de refrigeración líquida se extruye utilizando una matriz de moldeo, lo que se traduce en bajos costes de producción y alta eficiencia.
Sin embargo, debido a su estructura relativamente simple y a su limitada flexibilidad en el diseño de los canales, no puede albergar circuitos complejos de intercambio de calor. En consecuencia, el área de contacto con la fuente de calor está restringida, lo que afecta a la eficiencia del intercambio de calor.
Esta solución suele ofrecer una eficiencia moderada en el intercambio de calor y se instala principalmente en la parte inferior del módulo (referencia en modelos como Aion LX y Audi e-tron).
El tubo serpentina, formado por extrusión y estampado en forma de "S", mejora la superficie de intercambio de calor con las celdas de la batería, lo que garantiza una mayor eficiencia. Este diseño es idóneo para el intercambio de calor en baterías cilíndricas de distintos tamaños, como demuestra el pack de baterías 4680CTC de Tesla, que incorpora la tecnología de placa de refrigeración serpentina. Este enfoque aumenta significativamente el área de contacto, mejorando la eficacia de la refrigeración.
Las placas frías de agua de estampación (con enlace redirigido) son más adecuadas para soluciones de intercambio de calor de baterías cuadradas. Cuentan con un rico diseño de canales, circuitos complejos, gran área de contacto, excelente intercambio de calor, alta eficiencia de producción, resistencia a la presión y solidez. Este método es actualmente la solución de intercambio de calor para baterías más común. Sin embargo, los diseños exclusivos de moldes para necesidades específicas de intercambio de calor hacen que el uso de placas de refrigeración líquidas estampadas incurra en gastos de molde.
La placa de refrigeración líquida por laminación destaca por su bajo coste y su ligereza, lo que la hace más adecuada para aplicaciones de baterías con mayores exigencias de diseño ligero. Sin embargo, el proceso de expansión por soplado impone limitaciones de material, al requerir materias primas más blandas, lo que restringe su uso en aplicaciones con altas exigencias de solidez y resistencia a la presión
Las placas de refrigeración líquida mecanizadas con tecnología CNC ofrecen flexibilidad en el diseño de canales, alta complejidad de circuitos y precisión. Suelen ser más gruesas que las placas de refrigeración líquida estampadas y encuentran una amplia aplicación en escenarios de alto rendimiento que requieren formas o diseños específicos, como las fuentes de alimentación de módulos de alta potencia...
¿Qué tipo de sistema de refrigeración líquida de la batería necesita para su proyecto?
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