BYD quiere llevar la refrigeración de baterías a otro nivel: su nueva patente las sumerge directamente en líquido
BYD está explorando una nueva forma de controlar la temperatura de sus sistemas de baterías de respaldo de grandes instalaciones; la compañía ha registrado una patente con una arquitectura diferente a la utilizada habitualmente; la propuesta separa las baterías de la electrónica para resolver uno de los principales retos de esta tecnología.
BYD sigue explorando nuevas formas de gestionar la temperatura de sus sistemas de almacenamiento de energía y una de sus últimas patentes plantea una solución bastante más radical que los sistemas de refrigeración líquida utilizados actualmente. La compañía china ha registrado un diseño en el que los módulos de batería quedan directamente rodeados por un líquido refrigerante, mientras que la electrónica se mantiene aislada en una zona seca.
Se trata de una solicitud de patente destinada a un sistema de almacenamiento estacionario, pero resulta interesante porque muestra hasta dónde puede llegar la búsqueda de soluciones para controlar la temperatura de las baterías y, al mismo tiempo, mantener bajo control uno de los grandes problemas de esta tecnología: la estanqueidad.
La solicitud fue publicada en China a comienzos de este mes de octubre. El documento describe un armario dividido en dos compartimentos independientes, uno destinado a los componentes eléctricos y otro en el que se encuentran los módulos de batería en contacto directo con el líquido refrigerante.
BYD lleva la refrigeración por inmersión un paso más allá
La mayoría de los sistemas actuales de refrigeración líquida no ponen el refrigerante directamente en contacto con las celdas. El líquido circula por circuitos y placas metálicas situadas junto a los módulos, de manera que el calor generado por la batería se transmite primero a esas superficies y posteriormente al refrigerante. Es una solución que permite controlar de forma bastante precisa la temperatura sin introducir líquido en el interior de la zona donde se encuentran las conexiones eléctricas.
La patente de BYD plantea un concepto diferente. Los módulos de batería quedarían sumergidos directamente en un medio refrigerante no conductor, de manera que el líquido estaría en contacto con ellos y podría extraer el calor de una forma más directa. La propia documentación de la patente explica que el sistema utiliza un medio de refrigeración que entra en contacto directo con el módulo de batería.
La ventaja evidente es que se reduce el camino que debe recorrer el calor antes de llegar al refrigerante. Pero esta solución introduce otro problema: si las baterías están rodeadas de líquido, hay que garantizar que ese líquido no termine llegando a las conexiones eléctricas, a la electrónica de control o al exterior del armario.
Y precisamente ahí está una de las partes más interesantes de la propuesta de BYD. La compañía no se limita a colocar las baterías dentro de un depósito lleno de líquido, sino que plantea separar físicamente la zona húmeda de la zona seca para mantener los componentes eléctricos protegidos.
El armario se divide en dos cámaras. En la inferior se encuentran los módulos de batería rodeados por el medio refrigerante, mientras que en la superior se sitúan los componentes eléctricos. Las conexiones entre ambas zonas tienen que atravesar esa frontera sin crear un punto débil por el que pueda escapar el líquido.
La solución propuesta consiste en llevar los cables desde la cámara donde están sumergidos los módulos hacia la cámara seca por la parte superior de la zona líquida. De esta manera, el punto por el que salen las conexiones queda alejado de la parte inferior del depósito y se reduce la posibilidad de que esté sometido directamente al líquido. La patente señala precisamente que esta disposición busca disminuir el riesgo de fugas y mejorar la estanqueidad de las conexiones.
La ubicación también tiene importancia desde el punto de vista de la presión. Cuanto mayor es la profundidad de un líquido, mayor es la presión que ejerce sobre las paredes y los puntos de sellado. Por eso, colocar las conexiones en una posición elevada permite reducir el esfuerzo que debe soportar la zona de estanqueidad.
El concepto tiene especial interés porque resuelve un problema que aparece precisamente cuando se utiliza refrigeración por inmersión. No basta con utilizar un líquido que no sea conductor de la electricidad: también hay que diseñar cuidadosamente el recipiente, los sellados y todas las zonas por las que deben pasar cables y conexiones.
BYD ya utiliza sistemas de gestión térmica avanzados en sus productos actuales, aunque la arquitectura de esta patente es diferente. La compañía utiliza su tecnología Blade Battery en sistemas de almacenamiento y en sus coches eléctricos, mientras que otros fabricantes como CATL también recurren a diferentes soluciones de refrigeración líquida para controlar la temperatura de sus baterías.
En los sistemas convencionales, el refrigerante permanece dentro de un circuito perfectamente definido y no entra en contacto directo con las celdas. La propuesta recogida en CN 122868832 A cambia precisamente esa relación: el medio refrigerante pasa a rodear directamente los módulos de batería, mientras que la electrónica queda en un compartimento independiente.
El documento de BYD también contempla diferentes componentes dentro de la zona seca, incluyendo elementos electrónicos y sistemas relacionados con la refrigeración. Todo queda integrado dentro de un armario que puede formar parte de una instalación de almacenamiento de energía.
