options
search icon
email icon
ES
rrss gif icons
twitter icon
linkedin icon youtube icon
shape

Development of an Advanced Battery Thermal Management System for Fast Charging High-Performance Electromobility Application

Eneko González Aguirre


04/12/2023

  • DIRECTORES: Jon Gastelurrutia Roteta y Luis Alfonso del Portillo Valdés
  • UNIVERSIDAD: UPV/EHU

RESUMEN

La transición a la electromovilidad desempeña un papel crucial en la reducción de las emisiones de carbono y la lucha contra los efectos del cambio climático, especialmente en el sector del transporte. Los vehículos eléctricos de batería (BEV) propulsados por baterías de iones de litio (LIB) se han revelado como una solución clave en esta transición. Sin embargo, el potencial de sobrecalentamiento de las LIB plantea un reto importante, especialmente con la creciente demanda de prestaciones de alto rendimiento y capacidad de carga rápida. Una gestión térmica eficaz es esencial para garantizar un rendimiento, seguridad y fiabilidad óptimos, al tiempo que se abordan los retos relacionados con la densidad energética, la energía específica y los requisitos de carga rápida.

El objetivo de esta investigación es desarrollar un sistema de gestión térmica de alto rendimiento para aplicaciones de electromovilidad, centrándose en el diseño de un sistema óptimo que cumpla los estándares de rendimiento para casos de uso exigentes. Tras introducir una metodología mejorada de selección de celdas para optimizar y desarrollar un BTMS energéticamente eficiente que proporcione un diseño integral del sistema, se proponen dos sistemas para su comparación directa: un sistema híbrido de gestión térmica de baterías (BTMS) con un cold plate y un PCM para absorber los picos de temperatura y un BTMS basado en flujo dieléctrico y refrigeración por los bornes que puede adaptarse a diferentes diseños de paquetes de baterías y geometrías de celdas. Tras la comparación numérica CFD, la investigación incluye el desarrollo de un prototipo funcional del BTMS basado en flujo dieléctrico para la prueba y validación del concepto.

Los resultados demuestran que el sistema propuesto, basado en flujo dieléctrico y refrigeración por los bornes, es una solución eficaz de gestión térmica que mejora la energía específica y la densidad energética, al tiempo que reduce el consumo de energía auxiliar. También mejora la seguridad y la eficiencia global del sistema. Al abordar estos objetivos, esta investigación contribuye al desarrollo de un sistema de transporte por carretera más sostenible mediante el avance en el campo de los sistemas de gestión térmica de alto rendimiento para BEV.

close overlay