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¿Qué es el BTMS en un coche eléctrico? El equivalente del líquido refrigerante para un vehículo eléctrico

Juan Carlos Lezama Gonzalez | 19 Oct 2022
Btms
Btms

Las baterías de los EV juegan un papel cada vez más importante en la utilización y almacenamiento de energía. El rendimiento de los coches eléctricos depende mucho de la capacidad de la batería y a medida que van evolucionando estas son cada vez más eficientes. Y en su eficiencia siempre es importante cuidar su estado térmico, lo que hace importante los sistemas BTMS.

Aquí vas a aprender qué es BTMS y su importancia para el óptimo funcionamiento de las baterías de los coches eléctricos.

¿Qué es BTMS?

BTMS significa Sistema de Gestión Térmica de Baterías y es el dispositivo en los coches eléctricos desarrollado para monitorear y optimizar el estado térmico de las baterías. Es decir, es el responsable de gestionar y disipar el calor generado durante los procesos electroquímicos que ocurren en las celdas de las baterías.

Esto permite que la batería funcione de manera segura y eficiente. El objetivo del BTMS es evitar que la batería se deteriore aceleradamente, lo que logra gestionando el calor generado por sus componentes para que pueda funcionar en condiciones óptimas de temperatura.

La temperatura de la batería es un factor crítico para el rendimiento operativo de la batería. Específicamente, la capacidad de carga/descarga puede verse fuertemente influenciada por la temperatura.

¿Cuáles son los principales sistemas BTMS de gestión térmica?

Cuando se selecciona un BTMS para el paquete de baterías de un EV, vamos a encontrar que existe más de una alternativa. Los sistemas BTMS de gestión térmica se clasifican en:

  • BTMS activo.
  • BTMS pasivo.
  • BTMS híbrido.

¿Qué es BTMS activo?

Los BTMS activos son los que se encuentran basados en aire forzado o refrigerante, y son actualmente los más utilizados en los coches eléctricos. Por ejemplo, en los coches eléctricos de Toyota se usan ventiladores que hacen circular el frío a través de las celdas de la batería.

Tesla, utiliza un fluido refrigerante por canales que están en contacto directo con las células. Cuando se utilizan refrigerantes líquidos, estos pueden estar en contacto directo con las celdas o circular dentro de las tuberías y actuar indirectamente.

Ventajas:

  • Diseño relativamente simple, especialmente en los basados en aire forzado.
  • Alta eficiencia al mantener las baterías en el rango de temperatura deseado.

Desventajas:

  • Altos costos operativos de las plantas basadas en aire forzado.
  • Baja eficiencia en lograr homogeneidad de la temperatura entre celdas.
  • Puede haber fugas en los sistemas basados en líquidos.
  • Volumen ocupado y complejidad de los sistemas de base líquida.

¿Qué es BTMS pasivo?

Los sistemas pasivos son una alternativa a los BTMS activos, y superan sus inconvenientes ampliamente. Este tipo de sistemas actualmente no se encuentra implantado en los EV, pero están cobrando gran importancia por sus ventajas operativas. Entre los BTMS pasivos se destacan los que cambian de fase (PCM) y los de tubos de calor (HP).

En los PCM se puede explorar las altas energías asociadas con los cambios de fase que ocurren a una temperatura casi constante. Las parafinas, los ácidos grasos y las sales hidratadas son los compuestos más estudiados. Los PCM tienen una conductividad térmica baja.

Los HP son tubos de vacío llenos de fluido que funcionan mediante el cambio de fase líquido-vapor del fluido. Tienen una geometría flexible, alta conductividad térmica y mantenimiento prácticamente nulo.

¿Qué es BTMS híbrido?

Para aprovechar los beneficios de los sistemas BTMS de gestión térmica activos y pasivos, han surgido los sistemas híbridos. Estos combinan dos o más de las alternativas descritas anteriormente. Las combinaciones más usuales incluyen el uso de PCM con refrigeración líquida, PCM con aire forzado o PCM con tubos de calor.

Entre sus objetivos es conseguir una buena distribución de la temperatura en el paquete de baterías y el uso de aire forzado o refrigeración líquida para evacuar el calor generado al exterior.

En los PCM con tubos de calor, se busca mejorar la transferencia de calor desde el PCM hacia el exterior de las celdas. Esto hace que las celdas se enfríen por convección natural.