El sistema de gestión térmica de refrigeración líquida elimina los gradientes de temperatura para prolongar la vida útil de la batería de iones de litio

La amenaza oculta: inconsistencia de temperatura entre las celdas de la batería

A medida que se intensifican el calentamiento global, la escasez de energía y la contaminación ambiental, los vehículos eléctricos han surgido como una alternativa convincente a los automóviles convencionales. Sin embargo, durante el funcionamiento del vehículo eléctrico, especialmente durante la aceleración y el ascenso, la corriente de la batería aumenta rápidamente, generando un calor sustancial. Si bien la temperatura excesiva es una amenaza bien conocida para el rendimiento y la seguridad de la batería, un factor menos visible pero igualmente peligroso es la inconsistencia de temperatura entre las celdas de la batería.

Cuando diferentes celdas dentro de un paquete de baterías funcionan a diferentes temperaturas, sus tasas de degradación divergen. Algunas celdas envejecen más rápido que otras, lo que reduce la capacidad general del paquete, acorta la vida útil del sistema y crea posibles riesgos de seguridad. Las bajas temperaturas también perjudican la eficiencia de carga y descarga. Para garantizar el rendimiento, la longevidad y la seguridad de la batería de iones de litio en condiciones de conducción complejas y variables, un sistema de gestión térmica debe mantener no solo temperaturas óptimas sino también uniformidad de temperatura.

Para abordar este requisito crítico, el equipo de ingeniería de Tenglong Automotive ha desarrollado un sistema de gestión térmica de refrigeración líquida diseñado específicamente para paquetes de baterías de iones de litio de vehículos eléctricos.

Excelencia en ingeniería: control inteligente con enfoque en la uniformidad de la temperatura

El proyecto RD13 presenta una sofisticada arquitectura de refrigeración líquida que presenta capacidades integrales de monitoreo y control:

▸ Red de microcontroladores integrada: un microcontrolador central se conecta mediante cables a la fuente de alimentación a bordo del vehículo, amortiguadores de aire, variadores de frecuencia y sensores de temperatura. Los variadores de frecuencia controlan tanto los ventiladores como las bombas de circulación, lo que permite un ajuste preciso de la potencia de refrigeración en función de las condiciones en tiempo real.

▸ Interfaz de usuario y características de seguridad: el microcontrolador interactúa con una pantalla de visualización, un módulo de advertencia, un módulo de configuración de parámetros, un módulo de comparación de datos y un módulo de almacenamiento de datos, lo que proporciona a los operadores visibilidad y control totales sobre el sistema de gestión térmica.

▸ Interfaz térmica optimizada: se coloca una placa de enfriamiento debajo del módulo de batería de alimentación. Se coloca una almohadilla térmicamente conductora entre la parte inferior del módulo de batería y la placa de enfriamiento para garantizar un contacto excelente y maximizar la eficiencia de la transferencia de calor.

▸ Configuración de flujo en serie-paralelo: el circuito de refrigeración está diseñado utilizando una combinación de conexiones en serie y en paralelo, optimizadas para cumplir con los requisitos de diseño espacial y al mismo tiempo mantener una distribución uniforme del refrigerante en todas las celdas de la batería.

Innovaciones clave para la longevidad de la batería

▸ Ahorro de energía de frecuencia variable: el sistema ajusta la potencia del ventilador y de la bomba de agua según los niveles de temperatura detectados, lo que reduce significativamente el consumo de energía durante el funcionamiento normal.

▸ Eliminación del gradiente de temperatura: al garantizar una distribución uniforme de la temperatura en todo el paquete de baterías, el sistema minimiza las diferencias de temperatura entre celdas ubicadas en diferentes posiciones. Esto hace que todas las celdas envejezcan a un ritmo casi idéntico, lo que extiende sustancialmente la vida útil general del sistema de batería.

▸ Estrategia de enfriamiento por etapas: un enfoque de enfriamiento por etapas reduce las diferencias de temperatura dentro del módulo de batería al tiempo que acelera la velocidad de enfriamiento. Este doble beneficio garantiza un rendimiento, una longevidad y una seguridad óptimos de la batería en las condiciones de conducción complejas y variables que enfrentan habitualmente los vehículos eléctricos.

Resultados comprobados y propiedad intelectual

El proyecto representa la implementación exitosa de una patente de invención nacional: "Un sistema de enfriamiento de baterías para vehículos de nuevas energías" (Patente No. ZL201810502762.X). El diseño patentado presenta una carcasa protectora, salidas de aire estratégicamente ubicadas con rejillas antipolvo y amortiguadores, ventiladores para convección forzada, placas conductoras térmicas montadas perpendiculares a las paredes de la carcasa y sensores de temperatura integrados para monitoreo en tiempo real.

El comité de evaluación final confirmó que el sistema se ha aplicado con éxito a la línea de productos de vehículos de pulverización de la empresa, donde garantiza el rendimiento, la longevidad y la seguridad de la batería en condiciones operativas complejas. El producto ha logrado ventas comerciales, generando retornos económicos positivos.

Compromiso con la gestión térmica de precisión

El proyecto RD13 refuerza el compromiso de Xiangyang Tenglong Automotive con la protección avanzada de la batería mediante un control térmico de precisión. Al integrar este sistema de gestión térmica de refrigeración líquida en nuestra línea de vehículos, incluidos vehículos de pulverización, autobuses y vehículos de logística, garantizamos que cada celda de la batería funcione a una temperatura óptima, envejezca de manera uniforme y ofrezca la máxima vida útil, brindando a nuestros clientes vehículos eléctricos seguros, confiables y duraderos.

Propuesta de Proyecto RD13 para el Diseño de un Sistema de Gestión Térmica de Refrigeración Líquida para Baterías de Ion Litio de Vehículos Eléctricos