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¿Qué es el enfriamiento de la inmersión de la batería?? – TKT

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19,

2025

El enfriamiento de la inmersión de la batería es un enfoque de gestión térmica de la batería que sumerge completamente la batería de alimentación completa en un no conductivo, refrigerante dieléctrico no inflamable. Elimina los intercambiadores de calor de placas refrigeradas por líquido, en su lugar, logrando el intercambio de calor a través de Direct, Contacto de la superficie máxima entre la batería y el refrigerante. Esto aprovecha la alta conductividad térmica y fluidez del líquido para absorber rápidamente el calor, permitiendo así un control de temperatura de batería más eficiente.

Diagrama del esquema de enfriamiento de inmersión de la batería

Basado en si el refrigerante sufre un cambio de fase, se puede clasificar en dos tipos:

1. Enfriamiento de la batería de inmersión monofásica: El calor generado por la batería es absorbido por el refrigerante circundante, que no se somete a un cambio de fase (ES DECIR., permanece líquido en todo momento). El refrigerante con calefacción se distribuye a través de una bomba eléctrica a un intercambiador de calor externo, donde el calor se disipa en aire ambiente u otro sistema de enfriamiento de líquidos. Después de enfriar, recircula nuevamente en el recinto de la batería.

2. Enfriamiento de la batería de inmersión en dos fases: Utiliza un refrigerante especial con un bajo punto de ebullición. Cuando la batería genera calor, El refrigerante en contacto absorbe el calor y sufre una transición de fase (ES DECIR., vaporiza en un estado gaseoso). Este proceso de transición de fase absorbe una cantidad significativa de calor con alta eficiencia. El vapor de refrigerante resultante se eleva a un condensador en la parte superior del tanque, Donde se vuelve a convertir al líquido y gotea hacia abajo, completando un ciclo natural. Características: Gestión térmica extremadamente eficiente sin requerir la operación de la bomba. En cambio, El sistema exige estándares más altos para el sellado de integridad y control de presión, haciéndolo más técnicamente complejo y costoso.

Ventajas del núcleo del enfriamiento de la inmersión de la batería

1. Disipación de calor eficiente: La conductividad térmica líquida es 5-10 veces la del aire, eliminar rápidamente el aumento de la temperatura de la batería y suprimir la batería.

2. Excelente uniformidad de temperatura: El líquido cubre completamente la superficie de la batería, minimizar los puntos de acceso locales. Las pruebas muestran que el enfriamiento de inmersión mantiene las máximas diferencias de temperatura dentro de 1 ° C, En comparación con 3-5 ° C para enfriamiento de líquido de placa fría. Esto es crucial para extender la duración de la batería y mejorar la seguridad., potencialmente aumentando la vida útil por 10%-30%.

3. Seguridad mejorada: El refrigerante posee propiedades de retardante de llama, aislamientos de oxígeno, absorbe rápidamente el calor durante el fugitivo térmico, y suprime la propagación de la llama, reduciendo la probabilidad de fuego por encima 80%.

4. Utilización de alto espacio: Elimina las placas frías, tubería, y otras estructuras, haciéndolo adecuado para diseños de batería de alta densidad. Aumenta la capacidad de la batería por 20%-30% Dentro del mismo volumen.

Escenarios de aplicación

1. Vehículos eléctricos de alto rendimiento (EVS): La solución actual permanece en la fase de prueba de concepto, Principalmente debido a su alto costo. La aplicación principal que se está explorando son las carreras de alto rendimiento, donde los requisitos de gestión térmica y de seguridad superan las consideraciones de costos.

2. Sistemas de almacenamiento de energía (Eslabón): Esto representa la aplicación más prometedora para el enfriamiento de la inmersión de la batería. Las instalaciones de almacenamiento de energía a gran escala priorizan la seguridad como su vida principal. El enfriamiento de inmersión resuelve efectivamente los desafíos críticos en la disipación de calor y la propagación de fugación térmica. Los líderes de la industria como CATL y Tesla están desarrollando y desplegando activamente tecnologías relacionadas.

3. Centros de datos: En escenarios que exigen una confiabilidad extrema, El enfriamiento de inmersión ofrece un entorno operativo más estable y seguro.

Escenario de enfriamiento de inmersión de la batería

¿Es práctico el sistema de enfriamiento de inmersión de la batería??

Ya he tocado sus ventajas básicas antes. Ha logrado el rendimiento de primer nivel en la tasa de disipación de calor, Uniformidad de temperatura, seguridad, y utilización del espacio. Sin embargo, permanece en la aplicación de demostración y las primeras etapas de comercialización, Falta de gran escala, Validación de mercado a largo plazo. Los tres problemas principales son:

1. Costo extremadamente alto, Como el refrigerante en sí es caro.

2. Requisitos exigentes de sellado del sistema: Necesita paquetes de baterías completamente selladas, imponer demandas estrictas sobre materiales y procesos de fabricación.

3. Mantenimiento complejo y desafiante: El monitoreo regular de las condiciones de refrigerante requiere personal especializado. Además, Los procedimientos de reparación y las operaciones de reemplazo de refrigerante son muy complejas cuando surgen problemas.

En resumen, El enfriamiento de la inmersión de la batería es una tecnología con un rendimiento sobresaliente pero condiciones incompletas para una adopción generalizada. Mientras ofrece ventajas principales en el rendimiento absoluto y la seguridad, Sus desafíos de producción en masa de alto costo y no resuelto limitan la aplicación a gran escala. Como consecuencia, Todavía no se usa ampliamente en el sector comercial. El sistema de gestión térmica de la batería actualmente se utiliza actualmente en el sector comercial es el enfriamiento del líquido de la batería.

¿Qué es un sistema de enfriamiento de líquido de batería??

A sistema de refrigeración líquida de la batería Circula el refrigerante a través de placas de enfriamiento de líquido dentro de la batería para absorber el calor generado por las celdas. Este calor se transfiere a un radiador ubicado en la parte delantera o costado del vehículo.. El radiador posteriormente intercambia calor con el aire exterior a través de los ventiladores. Esto constituye un sistema de intercambio de calor secundario.

Los sistemas de enfriamiento de líquidos representan la opción comercial más madura disponible hoy en día. Logran el equilibrio óptimo en todo el costo, fiabilidad, y seguridad. Para el siguiente 5-10 años, seguirán siendo la opción preferida para la mayoría de los vehículos eléctricos comerciales..

TKT Sistema de refrigeración líquida de batería

Para una comparación más intuitiva, He compilado una tabla de comparación detallada para ti:

Tipo de sistema	Sistema de refrigeración líquida de batería	Sistema de enfriamiento de inmersión de la batería
Principio de funcionamiento	Enfriamiento indirecto: El refrigerante fluye a través de los canales en la placa de enfriamiento de líquido, intercambiar calor con la batería a través de la placa de metal.	Enfriamiento directo: La batería está directamente inmersa en refrigerante dieléctrico, habilitando el intercambio de calor de la superficie máxima.
Eficiencia de enfriamiento	Alto, satisfacer las demandas de la mayoría de los vehículos eléctricos actuales.	Excepcionalmente alto, Superando con mucho enfriamiento líquido.
Uniformidad de temperatura	Bien, Pero aún existen pequeñas variaciones de temperatura en diferentes áreas de la celda..	Excelente, con enfriamiento uniforme en toda la celda y diferencias de temperatura mínima.
Seguridad	Alto: Confía en BMS y diseño de detección de fugas térmicas.	Extremadamente alto: El refrigerante en sí no es inflamable y suprime efectivamente la propagación del fugitivo térmico.
Complejidad del sistema	Moderado a alto: Requiere un sistema complejo que incluya una placa de enfriamiento de líquido, bomba de agua, tubería, radiador, etc..	Parcialmente simple, Parcialmente complejo: Elimina algunos componentes, pero presenta un diseño complejo de sellado y intercambiador de calor externo.
Costo	Moderado: Tecnología madura, cadena de suministro establecida, costos controlables.	Muy alto: Refrigerante caro, Procesos de sellado costosos, costos generales potencialmente varias veces más altos que el enfriamiento líquido.
Reparabilidad	Bien: Están en su lugar los procedimientos de reparación establecidos y la cadena de suministro.	Pobre: Las reparaciones requieren manejo de refrigerante, involucrar procedimientos complejos, y requiere regresar al fabricante original para el servicio.
Aplicaciones principales	Ampliamente aplicado en casi todos los sectores, incluidos los vehículos de pasajeros., vehículos comerciales, y almacenamiento de energía.	Vehículos de alto rendimiento y sistemas de almacenamiento de energía premium actualmente en fases de demostración.
Madurez tecnológica	Muy maduro: Validado durante más de una década de implementación del mercado a gran escala.	Etapa temprana: Transición de pruebas de laboratorio a aplicaciones de demostración, Falta de validación a largo plazo.

Resumen

El enfriamiento por la batería de inmersión es una tecnología prospectiva preparada para el futuro, habiendo alcanzado el techo en términos de rendimiento absoluto y seguridad. Sin embargo, Quedan numerosos desafíos antes de su adopción generalizada.

1. Reducción significativa en los costos de los refrigerantes y otros materiales.

2. Resolución de desafíos de ingeniería, como la tecnología de sellado y las soluciones de mantenimiento.

3. Validación de mercado Comentarios de prueba en diversas condiciones climáticas y entornos de carretera.

Una vez que se superan estos obstáculos, Esta tecnología impulsará la nueva industria energética hacia una mayor eficiencia y seguridad.. Esperamos con ansias el futuro juntos.