{"id":28322,"date":"2026-07-30T02:27:50","date_gmt":"2026-07-30T02:27:50","guid":{"rendered":"https:\/\/trumonytechs.com\/?p=28322"},"modified":"2026-07-30T09:07:15","modified_gmt":"2026-07-30T09:07:15","slug":"refrigeracion-de-baterias-ev","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.trumonytechs.com\/es\/ev-battery-cooling\/","title":{"rendered":"Refrigeraci\u00f3n de bater\u00edas de veh\u00edculos el\u00e9ctricos: Adaptaci\u00f3n del m\u00e9todo a la carga t\u00e9rmica y a la uniformidad de la temperatura de las celdas."},"content":{"rendered":"

La refrigeraci\u00f3n de las bater\u00edas de veh\u00edculos el\u00e9ctricos mantiene el paquete de iones de litio dentro de un rango de temperatura de funcionamiento, limitando la desviaci\u00f3n de temperatura entre las celdas individuales. El m\u00e9todo para lograr ambos objetivos depende de la generaci\u00f3n de calor medida en las celdas, la uniformidad requerida y el tipo de encapsulado disponible. El aire, las placas de refrigeraci\u00f3n l\u00edquida indirecta, el refrigerante directo, la inmersi\u00f3n, los tubos de calor y el almacenamiento por cambio de fase alcanzan primero un l\u00edmite f\u00edsico diferente. La generaci\u00f3n de calor debe provenir de datos a nivel de celda en el rango de corriente, estado de carga y temperatura esperados. La capacidad del paquete multiplicada por la tasa C describe el flujo el\u00e9ctrico, por lo que no es un sustituto.<\/p>\n

C\u00f3mo funciona la refrigeraci\u00f3n de las bater\u00edas de los veh\u00edculos el\u00e9ctricos y qu\u00e9 es lo que realmente controla.<\/h2>\n

El sistema de refrigeraci\u00f3n de una bater\u00eda de veh\u00edculo el\u00e9ctrico disipa el calor del paquete manteniendo dos objetivos distintos: un rango de temperatura absoluto para las celdas y un l\u00edmite m\u00e1ximo de separaci\u00f3n entre ellas. El objetivo que se cumple primero depende del flujo del refrigerante, el empaquetado y la interfaz entre la celda y el refrigerante.<\/p>\n

La generaci\u00f3n de calor dentro del paquete se debe a varios factores. El calor irreversible proviene de las p\u00e9rdidas \u00f3hmicas y de polarizaci\u00f3n en las celdas, y el calor entr\u00f3pico reversible proviene de la propia electroqu\u00edmica. Las barras colectoras, las pesta\u00f1as y las resistencias de contacto tambi\u00e9n contribuyen, por lo que las uniones suelen convertirse en puntos calientes antes que las celdas. Todos estos factores var\u00edan con la corriente, la resistencia interna, el estado de carga, la temperatura, el envejecimiento y la direcci\u00f3n de la carga. Por lo tanto, una carga de refrigeraci\u00f3n que valga la pena considerar en el dise\u00f1o se obtiene mediante calorimetr\u00eda, un mapa de generaci\u00f3n de calor del proveedor o un modelo electrot\u00e9rmico validado aplicado a su ciclo de trabajo real.<\/p>\n

Gu\u00eda publicada sobre las divisiones absolutas de bandas. Art\u00edculo de E-Mobility Engineering sobre la refrigeraci\u00f3n de bater\u00edas de veh\u00edculos el\u00e9ctricos<\/a>, Seg\u00fan una denominaci\u00f3n t\u00e9cnica especializada en ingenier\u00eda, el mejor rendimiento y la mayor vida \u00fatil se sit\u00faan aproximadamente entre los 20 y los 25 \u00b0C. Comparaci\u00f3n de Saur Energy entre la refrigeraci\u00f3n l\u00edquida y la refrigeraci\u00f3n por aire.<\/a> Describe una regi\u00f3n operativa viable cercana a los 20\u201340 \u00b0C. Las dos figuras responden a preguntas diferentes: la estrecha representa un \u00f3ptimo de longevidad, mientras que la amplia indica una tolerancia operativa. Un dise\u00f1o que adopte la tolerancia como objetivo superar\u00e1 su propia prueba de aceptaci\u00f3n y, aun as\u00ed, envejecer\u00e1 m\u00e1s r\u00e1pido de lo que supone la hoja de datos de la celda. Ambas son generalizaciones de la industria, y la especificaci\u00f3n aprobada de la celda tiene prioridad sobre cualquiera de ellas.<\/p>\n

Conviene establecer un l\u00edmite desde el principio. La gesti\u00f3n t\u00e9rmica normal controla la temperatura de funcionamiento, la propagaci\u00f3n, el envejecimiento y el consumo de energ\u00eda auxiliar. Fuga t\u00e9rmica<\/a> y la seguridad de propagaci\u00f3n es una disciplina aparte: detecci\u00f3n, ventilaci\u00f3n, aislamiento, advertencia a los ocupantes y resistencia a la propagaci\u00f3n de celda a celda. Para los veh\u00edculos de carretera se aborda mediante ISO 6469-1:2019\/Enmienda 1:2022<\/a>, que abarca la gesti\u00f3n de seguridad de la propagaci\u00f3n t\u00e9rmica para sistemas de almacenamiento de energ\u00eda recargables. Un circuito de refrigeraci\u00f3n dimensionado para el funcionamiento normal no es una estrategia de propagaci\u00f3n, y ninguna versi\u00f3n de esa norma prescribe un m\u00e9todo de refrigeraci\u00f3n, un tama\u00f1o de placa o una temperatura \u00f3ptima de la celda.<\/p>\n

Por qu\u00e9 la refrigeraci\u00f3n l\u00edquida no supera autom\u00e1ticamente a la refrigeraci\u00f3n por aire.<\/h2>\n

La elecci\u00f3n entre refrigeraci\u00f3n por aire y por l\u00edquido para un paquete de bater\u00edas de veh\u00edculos el\u00e9ctricos depende del flujo de calor superficial, el flujo disponible y el objetivo de uniformidad, lo que hace que la capacidad del paquete y la clase del veh\u00edculo sean predictores poco fiables por s\u00ed solos. La capacidad de refrigeraci\u00f3n por aire var\u00eda con el flujo m\u00e1sico de aire, el aumento de temperatura del aire admisible, la temperatura de entrada, la superficie de contacto entre la celda y el aire, el bypass del conducto y la distribuci\u00f3n del flujo, la presi\u00f3n est\u00e1tica del ventilador, las condiciones ambientales y si el aire se acondiciona previamente. La capacidad de refrigeraci\u00f3n por l\u00edquido var\u00eda con el \u00e1rea de la placa, la resistencia de contacto, el caudal, la temperatura de entrada, la geometr\u00eda del canal, la ca\u00edda de presi\u00f3n y la capacidad del enfriador. Ninguna de estas listas se reduce a un \u00fanico umbral de potencia. Los umbrales publicados suelen corresponder a la capacidad m\u00e1xima de un solo proveedor.<\/p>\n

Lo que s\u00ed se puede afirmar es la gran diferencia en la escala de ambos. A unos 25 \u00b0C, el aire transporta aproximadamente 1,005 kJ\/kg\u00b7K a una densidad cercana a 1,225 kg\/m\u00b3, o aproximadamente 1,2 kJ por metro c\u00fabico por kelvin. El agua transporta aproximadamente 4,18 kJ\/kg\u00b7K a unos 1000 kg\/m\u00b3, o aproximadamente 4180 kJ por metro c\u00fabico por kelvin. Para la misma cantidad de calor extra\u00eddo con el mismo aumento de temperatura del fluido, el aire necesita, por lo tanto, un caudal volum\u00e9trico del orden de 3000 veces mayor. Esta diferencia determina la comparaci\u00f3n. Las cifras asumen \u00fanicamente calor sensible, presi\u00f3n atmosf\u00e9rica y agua pura; una mezcla de glicol transporta menos. En la pr\u00e1ctica, un dise\u00f1o refrigerado por aire se topa con el volumen del conducto y la potencia del ventilador que permite el espacio disponible, y pierde uniformidad antes de perder temperatura promedio.<\/p>\n

\"Comparaci\u00f3n<\/p>\n

Ambos enfoques tambi\u00e9n se combinan. El material de cambio de fase puede amortiguar los picos dentro de una carcasa refrigerada por aire, y un sistema mayoritariamente refrigerado por aire puede incorporar un peque\u00f1o circuito de l\u00edquido que alimente \u00fanicamente los m\u00f3dulos de mayor flujo. El almacenamiento estacionario est\u00e1 sujeto a diferentes limitaciones de embalaje y servicio, por lo que se trata de una comparaci\u00f3n aparte.<\/p>\n

Seis m\u00e9todos de enfriamiento y el l\u00edmite que alcanza cada uno primero.<\/h2>\n

En el dise\u00f1o actual de los paquetes de bater\u00edas para veh\u00edculos el\u00e9ctricos se utilizan seis m\u00e9todos de refrigeraci\u00f3n, y cu\u00e1l alcanza primero su l\u00edmite depende del flujo de calor superficial, el volumen del paquete y la compatibilidad del fluido con las celdas vivas.<\/p>\n

\"Esquema<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
M\u00e9todo<\/th>\nTrayectoria del calor<\/th>\nM\u00e1s adecuado cuando<\/th>\nL\u00edmite alcanzado primero<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Aire forzado o acondicionado<\/td>\nSuperficie celular al aire al conducto o recinto<\/td>\nEl flujo de calor es bajo, hay flujo de aire disponible y se tolera una mayor dispersi\u00f3n.<\/td>\nBaja capacidad calor\u00edfica volum\u00e9trica y mala distribuci\u00f3n del flujo de aire.<\/td>\n<\/tr>\n
L\u00edquido indirecto, placa fr\u00eda<\/td>\nC\u00e9lula para interfaz material a placa a refrigerante<\/td>\nMayor flujo de calor, o propagaci\u00f3n debe ser estrecha<\/td>\nResistencia de interfaz, ca\u00edda de presi\u00f3n, gesti\u00f3n de fugas<\/td>\n<\/tr>\n
Refrigerante directo<\/td>\nCelda o placa para evaporar refrigerante<\/td>\nEl embalaje favorece la conexi\u00f3n del paquete al circuito de refrigeraci\u00f3n.<\/td>\nDistribuci\u00f3n de refrigerante y control de sobrecalentamiento a trav\u00e9s de ramas paralelas<\/td>\n<\/tr>\n
Inmersi\u00f3n, diel\u00e9ctrico directo<\/td>\nSuperficie externa de la c\u00e9lula al fluido diel\u00e9ctrico<\/td>\nEl flujo de calor superficial es alto o el embalaje es muy compacto.<\/td>\nViscosidad del fluido, potencia de bombeo, compatibilidad, facilidad de mantenimiento<\/td>\n<\/tr>\n
Tubo de calor<\/td>\nLa c\u00e9lula pasa a un cambio de fase dentro de una tuber\u00eda sellada y luego a un fregadero.<\/td>\nEl calor tiene que salir de un lugar confinado hacia una regi\u00f3n m\u00e1s fr\u00eda.<\/td>\nEl l\u00edmite capilar, la orientaci\u00f3n y el sumidero a\u00fan deben existir.<\/td>\n<\/tr>\n
Almacenamiento en b\u00fafer de PCM<\/td>\nAlmacenamiento de calor latente a partir de c\u00e9lulas<\/td>\nLos picos transitorios necesitan suavizarse.<\/td>\nEl calor almacenado a\u00fan necesita una v\u00eda de regeneraci\u00f3n o de rechazo.<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

El grado de madurez var\u00eda en esa lista. La refrigeraci\u00f3n por aire y la refrigeraci\u00f3n l\u00edquida indirecta est\u00e1n consolidadas en la producci\u00f3n, y los sistemas basados en refrigerantes aparecen en los veh\u00edculos de producci\u00f3n. Enfriamiento por inmersi\u00f3n<\/a> Los sistemas PCM a gran escala siguen siendo m\u00e1s comunes en programas piloto y desarrollo avanzado, siendo la refrigeraci\u00f3n l\u00edquida indirecta el m\u00e9todo m\u00e1s consolidado para los paquetes de bater\u00edas de alta energ\u00eda para pasajeros en la actualidad. El mismo art\u00edculo se\u00f1ala que los aceites de silicona investigados como fluidos diel\u00e9ctricos son lo suficientemente viscosos como para aumentar notablemente la potencia de la bomba, y que un fluido probado se comport\u00f3 de forma no newtoniana bajo carga de bombeo.<\/p>\n

El formato de la celda modifica la ubicaci\u00f3n de estos l\u00edmites, ya que cambia el \u00e1rea de contacto disponible, la trayectoria de conducci\u00f3n interna y la direcci\u00f3n desde la que la refrigeraci\u00f3n funciona mejor. Para realizar esta comparaci\u00f3n, es necesario conocer las dimensiones reales de la celda y las superficies disponibles para el contacto t\u00e9rmico. La disposici\u00f3n del flujo es importante por la misma raz\u00f3n. En un canal serpentino de paso \u00fanico, las celdas cercanas a la salida pueden alcanzar temperaturas m\u00e1s altas debido a que el refrigerante ya ha absorbido calor aguas arriba, mientras que las disposiciones paralelas o de m\u00faltiples entradas pueden reducir o redistribuir ese gradiente.<\/p>\n

\u00bfQu\u00e9 variables del paquete determinan el m\u00e9todo y cu\u00e1les se deben establecer primero?<\/h2>\n

La decisi\u00f3n sobre la refrigeraci\u00f3n de una bater\u00eda de veh\u00edculo el\u00e9ctrico depende de siete variables, y cada una tiene un origen leg\u00edtimo: la hoja de datos de una celda, un requisito de validaci\u00f3n o el ciclo de trabajo real al que est\u00e1 sometida la bater\u00eda.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Variable<\/th>\nDe d\u00f3nde proviene el valor<\/th>\nLo que limita<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
generaci\u00f3n de calor celular<\/td>\nCalorimetr\u00eda, mapa de generaci\u00f3n de calor del proveedor o modelo electrot\u00e9rmico validado.<\/td>\nCada paso de dimensionamiento posterior<\/td>\n<\/tr>\n
L\u00edmite de propagaci\u00f3n c\u00e9lula a c\u00e9lula<\/td>\nRequisitos de validaci\u00f3n de celdas y paquetes, establecidos con la condici\u00f3n de medici\u00f3n<\/td>\nSi el aire sigue siendo una opci\u00f3n en absoluto.<\/td>\n<\/tr>\n
aumento de la temperatura del refrigerante<\/td>\nCaudal, \u00e1rea de la placa, disposici\u00f3n de los canales<\/td>\nUn t\u00e9rmino del presupuesto extendido<\/td>\n<\/tr>\n
Resistencia de interfaz<\/td>\nEspesor de la l\u00ednea de uni\u00f3n, conductividad del relleno, planitud de la superficie<\/td>\nTemperatura celular alcanzable a una temperatura de placa determinada<\/td>\n<\/tr>\n
Recinto y trayectoria del flujo de aire<\/td>\nClasificaci\u00f3n de ingreso, acceso de servicio, volumen de embalaje<\/td>\nViabilidad del aire acondicionado<\/td>\n<\/tr>\n
fluido de trabajo<\/td>\nConductividad el\u00e9ctrica, viscosidad a baja temperatura, compatibilidad de materiales<\/td>\nConsecuencias de la fuga y r\u00e9gimen de servicio<\/td>\n<\/tr>\n
Umbrales de reducci\u00f3n de carga y de apagado<\/td>\nEspecificaci\u00f3n celular aprobada y concepto de seguridad del BMS<\/td>\nComportamiento de carga r\u00e1pida sostenida<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Los siete par\u00e1metros convergen, aunque conviene definir dos de ellos desde el principio. La generaci\u00f3n de calor en la celda es el primer par\u00e1metro: el \u00e1rea de la placa, el n\u00famero de canales, el caudal y la selecci\u00f3n de la bomba la consideran como un dato de entrada, por lo que cualquier cambio en este par\u00e1metro repercute en todas las decisiones posteriores. El l\u00edmite de dispersi\u00f3n es el siguiente, y es el menos negociable de los dos. Se origina en la celda, lo que lo deja en gran medida fuera del control del dise\u00f1ador. El tipo de carcasa y el fluido de trabajo generalmente se pueden revisar m\u00e1s adelante en el dise\u00f1o sin necesidad de recalcular el tama\u00f1o.<\/p>\n

En contra de nuestros propios intereses: cuando la disipaci\u00f3n medida de un paquete es modesta y el embalaje permite el uso de aire acondicionado, un circuito de refrigeraci\u00f3n l\u00edquida a\u00f1ade bombas, conexiones, servicio de refrigerante y detecci\u00f3n de fugas para un margen que el ciclo de trabajo quiz\u00e1s nunca requiera. Un presupuesto detallado en papel lo demostrar\u00e1 m\u00e1s r\u00e1pidamente que una comparaci\u00f3n de proveedores.<\/p>\n

L\u00edmites de conductividad del refrigerante que cambiaron en 2025<\/h3>\n

Dos documentos fueron trasladados selecci\u00f3n de refrigerante<\/a> Es posible que las especificaciones recientes y las m\u00e1s antiguas del refrigerante no reflejen ninguna de las dos.<\/p>\n