Gestión térmica de la batería

La gestión térmica de la batería es el conjunto de sistemas que mantienen la batería de alto voltaje de un vehículo eléctrico dentro de su rango de temperatura preferido en cada fase de uso: en marcha, durante la carga e incluso con el coche aparcado. Las celdas de iones de litio rinden mejor dentro de una banda bastante estrecha, en líneas generales entre unos 15 y 35 grados Celsius. Fuera de esa ventana su comportamiento se deteriora: las celdas frías se resisten a entregar o aceptar corriente, mientras que las celdas calientes sufren un envejecimiento químico acelerado y, en casos extremos, corren el riesgo de embalamiento térmico. El sistema de gestión térmica existe para mantener el paquete en su punto óptimo con independencia de las condiciones ambientales o de las exigencias a las que se vea sometido.

El enfoque más común en los eléctricos modernos es la refrigeración líquida. Un refrigerante, por lo general una mezcla de agua y glicol, se bombea a través de canales, placas o tubos en estrecho contacto con las celdas, evacuando el calor hacia un radiador o cediéndolo a través de un circuito de refrigerante compartido con el aire acondicionado del habitáculo. Ese mismo circuito puede funcionar a la inversa para calentar el paquete, mediante resistencias o una bomba de calor. Sensores distribuidos por el paquete envían las temperaturas de las celdas al sistema de gestión de la batería, que decide cuándo enfriar, cuándo calentar y con qué intensidad, equilibrando la salud de la batería frente al coste energético de hacer funcionar bombas y compresores. Los diseños más sencillos o antiguos recurren a la refrigeración por aire, que hace circular aire del habitáculo o del exterior por las celdas: resulta más barata y ligera, pero mucho menos capaz de afrontar el calor generado durante una conducción exigente y sostenida o una carga de alta potencia.

Esto importa sobre todo en los extremos. Durante la carga rápida en CC, las elevadas intensidades generan un calor considerable que debe evacuarse con rapidez, o el sistema reducirá la potencia de carga para proteger las celdas. Durante una conducción decidida, las aceleraciones intensas y repetidas y la frenada regenerativa calientan el paquete, y una refrigeración eficaz es lo que permite a un coche ofrecer un rendimiento constante vuelta tras vuelta en lugar de decaer a medida que la batería se calienta. Los arranques en frío plantean el problema contrario, en el que hay que calentar el paquete antes de que pueda entregar toda su potencia o aceptar una carga rápida.

Una buena gestión térmica es una de las principales razones por las que los paquetes de batería modernos se degradan tan despacio. Al mantener las celdas alejadas de las altas temperaturas que provocan la pérdida irreversible de capacidad y del frío que favorece el dañino chapado de litio durante la carga, el sistema preserva la capacidad útil a lo largo de muchos años y de decenas de miles de ciclos de carga. Los primeros vehículos eléctricos, con refrigeración rudimentaria o inexistente, solían mostrar una degradación notablemente más rápida que los paquetes refrigerados por líquido de hoy.

La gestión térmica sustenta varias prestaciones y conceptos relacionados. Es la tecnología que hace posible el preacondicionamiento de la batería, que no es más que gestión térmica aplicada de forma deliberada antes de una carga. Trabaja en concierto con la bomba de calor del eléctrico, comparte equipamiento con la climatización del habitáculo y es esencial para que una batería de alto voltaje sostenga con seguridad tanto la carga rápida como las altas prestaciones a lo largo de su vida útil.