Tecnologías de refrigeración
Tecnologías de refrigeración: algunos analistas dicen que los vehículos eléctricos tenderán a usar baterías que generan niveles más altos de calor y, por lo tanto, la industria cambiará a tecnologías de enfriamiento más efectivas.
Un proveedor de ésteres dijo en un evento reciente de la industria que los ésteres son adecuados para servir como aceites base en los “refrigerantes” que se usan en tales sistemas.
La gestión térmica se considera un requisito fundamental para el funcionamiento seguro y sin problemas de las baterías que alimentan los vehículos eléctricos (EV).
Dos tecnologías principales en uso hoy en día. El enfriamiento indirecto hace circular el aceite refrigerante (“refrigerante”) a través de tubos o placas frías conectadas a las baterías, mientras que el enfriamiento por inmersión sumerge las baterías en un líquido.
El enfriamiento indirecto es una tecnología estándar de la industria empleada en la mayoría de los vehículos eléctricos existentes, pero los sistemas de inmersión se están investigando y desarrollando y se utilizan en algunas unidades piloto o hipercoches de lujo, según OQ Chemicals Gmbh, un fabricante alemán de productos químicos y lubricantes.
“La carga rápida es una de varias barreras para la adopción generalizada de EV, y esto solo se puede lograr con enfriamiento por inmersión”, dijo Jens Kubitschke, Gerente de Desarrollo Comercial de OQ, en la Conferencia Europea de Lubricantes y Aceites Base en ACI el 18 de noviembre en Ámsterdam. “La refrigeración por inmersión es la única tecnología que puede permitir una carga ultrarrápida, lo que significa que una parada en una estación de carga tarda unos 10 minutos”.
La gestión térmica eficiente de las baterías es imprescindible y el rango de temperatura ideal debe estar entre 15 °C y 35 °C, según OQ.
“Sin una refrigeración o calefacción eficientes de la batería, el rendimiento y la capacidad del vehículo disminuirán, la vida útil de la batería se acortará y existe el riesgo de fugas térmicas, como incendios y explosiones”, dijo Kubitschke.
En el enfriamiento por inmersión, agregó, la principal propiedad del fluido es que es dieléctrico. Como la batería está en contacto con el líquido, el refrigerante debe tener una conductividad baja o nula.
Para ser seguros, los refrigerantes de inmersión también requieren propiedades de alto punto de inflamación y baja volatilidad, además de tener estabilidad oxidativa e hidrolítica. También deben ser compatibles con una variedad de metales, plásticos y elastómeros y deben ser biodegradables y no tóxicos.
Como siempre, los fluidos nuevos deben formularse con materiales que ayuden a proporcionar las características de rendimiento requeridas.
OQ comparó tres tipos de base para su uso en aceites refrigerantes de inmersión: hidrofluoréteres, hidrocarburos sintéticos y ésteres. La empresa produce este último, pero no las dos primeras categorías de materiales.
“Es probable que los hidrofluoréteres no se usen en los vehículos eléctricos porque tienen un alto potencial de calentamiento global y son de naturaleza persistente”, dijo Kubitschke. “En general, los hidrocarburos sintéticos tienen buenos valores de desempeño, pero aún tienen algunas desventajas en términos de seguridad e impacto ambiental. Muestran un punto de inflamación bajo y no son biodegradables”.
El fabricante de lubricantes ha descubierto que las propiedades de los ésteres se pueden ajustar combinando diferentes alcoholes, polioles y ácidos carboxílicos.
“Por ejemplo, la baja viscosidad y los altos puntos de inflamación se logran con ácidos lineales de cadena corta, mientras que la alta estabilidad oxidativa y térmica se logra con el uso de ésteres de neopoliol”, dijo.
“En general, los ésteres mostraron el mejor desempeño, especialmente debido a su baja viscosidad en productos con altos puntos de inflamación”, concluyó Kubitschke. “Además, son fácilmente biodegradables y potencialmente también podrían ser de base biológica”.
