Soluciones de calentamiento para baterías recargables de ionen litio

«A bajas temperaturas, la eficiencia de las baterías disminuye considerablemente y su vida útil se acorta. Las soluciones de calefacción de DBK facilitan unas condiciones térmicas óptimas para todas las baterías en condiciones climáticas adversas, lo que mejora el rendimiento y prolonga la vida útil de las baterías».

Gestión térmica en baterías

La capacidad, el rendimiento y la vida útil de las baterías recargables son esenciales para el éxito comercial de las soluciones alimentadas por baterías. Para todo tipo de aplicaciones, como los vehículos eléctricos de batería (BEV), las bicicletas o scooters eléctricos, las soluciones de energía solar, los sistemas de suministro de energía fuera de la red y mucho más, la integración de la batería en el sistema general es la clave.

En general, las baterías se clasifican según su composición química. Los tipos más comunes de baterías son los sistemas basados en litio, plomo y níquel. Las baterías de ionen litio son las preferidas para dispositivos portátiles y sistemas de propulsión eléctricos debido a su alta estabilidad de ciclo durante la carga o descarga y su alta densidad de potencia.

Para obtener un buen rendimiento en la aplicación final, la temperatura de la batería desempeña un papel fundamental durante su funcionamiento, es decir, durante los ciclos de carga y descarga. La temperatura óptima de funcionamiento de las baterías de iones de litio se sitúa entre 15 y 35 °C. Cuando se utiliza a temperaturas inferiores a 15 °C, la batería se calienta automáticamente a expensas de la energía eléctrica almacenada. Esto se debe al aumento de la resistencia interna de la célula a bajas temperaturas, lo que provoca largos tiempos de calentamiento. Como resultado, la batería se deteriora permanentemente en el proceso.

Si hace demasiado frío, el rendimiento operativo y la duración de la batería se ven afectados, un déficit que no se puede recuperar con el paso del tiempo. Lo mismo ocurre en los días calurosos de verano, cuando es necesario enfriar la batería. Para utilizar una batería de ionen litio fuera del rango de temperatura ideal (15-35 °C), es necesario un control térmico adecuado y eficaz para mejorar la eficiencia y evitar daños permanentes.

Requisitos para el calentamiento de baterías

DBK ofrece soluciones de calefacción por batería aplicables en diversos sectores, tales como:

Vehículos eléctricos de batería (BEV)
Bicicletas eléctricas, patinetes eléctricos
Estaciones de recarga de vehículos eléctricos de batería (BEV)
Farolas solares
Equipos para el sector aeroespacial y de defensa
Sistemas de suministro eléctrico autónomos en plantas de procesamiento marítimas o terrestres
Monitorización y control remotos de patines y mucho más

Todas estas aplicaciones tienen una cosa en común: sus baterías recargables están expuestas a condiciones climáticas cambiantes. A bajas temperaturas, la eficiencia de estas baterías disminuye considerablemente y su vida útil se acorta. Las soluciones de calefacción de DBK facilitan unas condiciones térmicas óptimas para todas las baterías en condiciones climáticas adversas, mejorando el rendimiento y prolongando la vida útil de las baterías.

Algunos de los requisitos más comunes en lo que respecta al calentamiento de baterías son:

Lleve la batería de una temperatura inicial a una temperatura final en un tiempo de calentamiento específico. La temperatura final se refiere a la temperatura a la que se puede reiniciar el proceso de carga o descarga en la batería. La temperatura inicial es la temperatura más baja a la que se expone la batería.

El calentador debe consumir una potencia específica de la batería durante todo el proceso de calentamiento, calculada en función del análisis térmico de todo el sistema. Por consiguiente, el voltaje y la corriente máxima son valores definidos para el calentador.
La temperatura máxima de la superficie del calentador también está predefinida; el valor suele coincidir con la disipación de potencia y otras propiedades térmicas del sistema de baterías.
El calentador requiere un comportamiento PTC autorregulable, que reduce el flujo de corriente tras alcanzar la temperatura superficial necesaria, garantizando así un alto nivel de seguridad.
El calentador debe ser flexible, idealmente en forma de calentador de película flexible, para que pueda flexionarse según la superficie de la carcasa de la batería y doblarse a lo largo de curvas o bordes.
El calentador suele requerir una conexión eléctrica específica o una terminación.
Es imprescindible que toda la unidad de la batería se caliente de manera uniforme.

Soluciones de calefacción para baterías de ionen litio

Cada aplicación es única, por lo que cada calentador está diseñado para una batería específica. Además, nuestra experiencia en este sentido demuestra que la tecnología de calentamiento PTC, en particular, ha demostrado su eficacia en este campo. Las láminas calefactoras PTC proporcionan una disipación de potencia uniforme y de alta densidad a la batería, y sus propiedades eléctricas se pueden personalizar fácilmente según las necesidades:

Voltaje de hasta 230 V CC, dependiendo de la disipación de potencia deseada necesaria en el sistema; idealmente, coincide con el voltaje nominal de la batería.
Contactos eléctricos de plata o cobre con alta capacidad de conducción de corriente para un calentamiento uniforme y la máxima seguridad del calentador.
Tamaño de la película calefactora: hasta 970 x 650 mm.
Amplia gama de materiales de sustrato resistentes a la temperatura con la posibilidad de recubrimiento adhesivo por una o ambas caras.
Amplia gama de terminaciones de cable con longitud personalizada bajo demanda.
Integración de un interruptor térmico para mayor seguridad.

Ejemplo de especificación:

Parámetros	Batería	Calentador
Voltaje	24 V-30 V CC	24 V-30 V CC
Actual		5 A máx.
Potencia	1,9 kWh de almacenamiento	Consumo de 80 W
Físico	Batería con forma de cuboide de 35 x 360 x 70 mm dentro de una carcasa para baterías.	Lámina plana y flexible de 350 x 790 mm con un grosor de 2 mm entre la batería y la carcasa.
Térmico	Calienta la batería de -20 °C a +5 °C en 2 horas.	Temperatura máxima de la superficie: 60 °C