Modelamiento térmico de empaques de baterías de litio

Abstract

Las baterías de litio, ampliamente ocupadas en distintos equipos electrónicos y automóviles eléctricos, se deben diseñar incluyendo el manejo térmico en sus empaques. Debido a que bajas temperaturas disminuyen el rendimiento de éstas, y una altas temperaturas disminuyen su ciclo de vida. En este trabajo se analizó la dependencia de las variables de empaquetamiento, como por ejemplo la velocidad de entrada del flujo de aire de refrigeración, el espaciamiento horizontal y el espacia miento vertical, a través de números adimensionales con el fin de encontrar una parametrización de los fenómenos de transferencia de calor que se producen en un empaquetamiento de baterías de litio. Así mismo, se encontró una relación inversamente proporcional de las variables escritas con la inercia térmica de un empaque, es decir, a mayor espaciamiento o velocidad de entrada, las celdas se enfriarán con mayor rapidez. Esta relación deja de ser válida cuando las celdas están lo suficientemente alejadas para que la interacción aire-celda no se produzca, y con ello, jets de velocidad que son aprovechados para enfriar las celdas. En síntesis, debido al gran costo computacional que implica realizar una simulación fluido dinámica, se llevó a cabo una modelación matemática. La cual lleva a una buena aproximación de los fenómenos que ocurren en el enfriamiento de celdas con mayor rapidez que una simulación.