Cargando...Estos productos se enfrentan a un supervillano: la conductividad eléctrica. Así lo hacen.
A estas alturas, seguro que ya lo tienes claro: tanto los vehículos de batería como los de pila de hidrógeno son eléctricos y sus sistemas requieren refrigeración. También que esos sistemas tienen sus diferencias y, lógicamente, eso se refleja en la manera de refrigerarlos.
¿Te interesa saber cómo se refrigeran estos automóviles eléctricos, que están llamados a convertirse en el futuro de la movilidad? Por supuesto que sí y, también por supuesto, aquí estamos para contártelo.
La situación actual
Seguro que ya sabes que los vehículos eléctricos, ya sean de batería o de pila de hidrógeno, tienen un supervillano que deben mantener a raya: la conductividad eléctrica. Hay que evitar a toda costa descargas eléctricas que puedan provocar averías y esto se refleja en la refrigeración de los sistemas.
Por esta razón, en los vehículos de batería se ha utilizado un sistema de refrigeración indirecta, igual que en los motores de combustión. Se hace mediante camisas y esto evita el contacto con los elementos eléctricos. Por eso se han estado utilizando refrigerantes que también se emplean en motores de combustión.
En los vehículos de pila de hidrógeno, por su parte, se utilizan dos productos distintos: un refrigerante para la pila y otro para el resto de los elementos.
La cuestión de la conductividad
Volvamos ahora al supervillano de los coches eléctricos. La conductividad eléctrica es una propiedad que tienen todos los materiales y que nos indica con qué facilidad pasa la corriente eléctrica a través de ellos. De eso depende que sean buenos conductores de la electricidad o, por el contrario, que sean aislantes.
Esta propiedad se mide en siemens por metro, aunque en los vehículos eléctricos hablamos de microsiemens por centímetro, medidos a una temperatura de 25ºC para unificar criterios.
Para hacernos una idea, los refrigerantes de motor de combustión tienen una conductividad eléctrica que puede variar entre 2.000 y 7.000 microsiemens por centímetro y por eso se los considera conductores.
Así que, efectivamente, estos fluidos no pueden entrar en contacto directo con los sistemas eléctricos, por eso la refrigeración debe ser indirecta, para evitar cortocircuitos.
Por otro lado, hay que refrigerar varias zonas:
– Baterías: la temperatura debe estar normalmente por debajo de 40ºC para que el funcionamiento sea lo más eficiente posible.
– Motor eléctrico: en este caso debería estar por debajo de los 60º C
– Sistema de control de potencia: aquí está la parte electrónica que controla el voltaje, la intensidad… necesitamos que la temperatura esté por debajo de los 80 ºC.
¿Qué supone todo esto? Que los diseños se complican y que la refrigeración es menos eficiente. Además, el calor que se saca puede ser utilizado en el habitáculo del coche para la calefacción
¿Qué pasa en la pila de hidrógeno?
La situación es delicada, ¿verdad? Pues si a estas dos zonas que acabamos de mencionar les sumamos una pila de hidrógeno que requiere refrigeración, la cuestión es todavía es más peliaguda. Este componente debe funcionar también en un intervalo de temperaturas muy determinado, siempre por debajo de 65-80ºC.
Por otro lado, en la pila de hidrógeno no solo hay que tener en cuenta la electricidad, sino también el hidrógeno, ya que el refrigerante está muy próximo a los campos eléctricos donde se da el paso de electricidad y a la zona donde se produce el calor.
¿Cuál es el problema? De nuevo, vuelve nuestro supervillano: la conductibilidad eléctrica. Si tenemos un refrigerante formulado con agua, glicol y aditivos —como el que usan los motores de combustión actuales—, su conductibilidad será alta. Así, si se da un cortocircuito en los sistemas, el refrigerante facilitará el paso de corriente.
En el caso de la batería del coche eléctrico, si una de sus pilas se cortocircuita, el refrigerante no ayuda precisamente. Por eso se produce un incremento de la temperatura en esa pila que puede llevar a que a otras pilas cercanas les pase lo mismo. El resultado puede ser un incendio.
Así que se han desarrollado productos sintéticos y con una baja conductividad eléctrica, que permiten controlar este problema.
En el caso de los vehículos eléctricos con baterías se ha establecido por parte del Ministerio de Transporte de China que los refrigerantes tengan un máximo de conductividad eléctrica de 100 microsiemens por centímetro a 25 ºC. También hay fabricantes coreanos que lo piden para sus modelos más recientes.
En los vehículos de pila de hidrógeno tendremos dos circuitos, de los cuales uno es exclusivo para la pila. Las recomendaciones actuales llevan hacia que el límite de conductividad en ese circuito sea inferior a 5 microsiemens por centímetro (a 25 ºC).
En resumen
Los vehículos de motores de combustión, los híbridos (HEV) y los híbridos enchufables (PHEV) están diseñados para llevar refrigerantes convencionales, que tienen una alta conductibilidad eléctrica de entre 2.000 y 7.000 microsiemens por centímetro.
Cuando hablamos de los vehículos eléctricos a batería (BEV), esto dependerá de su año de fabricación. En un principio llevaban productos para motores de combustión porque se empleaban camisas en el sistema de refrigeración que facilitaban los intercambios. Sin embargo, la necesidad de facilitar la refrigeración ha llevado a que estos fluidos estén más cerca de la zona del paso de electricidad, aumentando así la probabilidad de que se dé un cortocircuito.
Para evitar este problema se han desarrollado nuevos refrigerantes sintéticos que tienen conductibilidades inferiores a 100 microsiemens por centímetro y que permiten ese contacto más directo.
En el caso de la pila de hidrógeno, los vehículos FCEV tienen un circuito de refrigeración exclusivo para ella, que requiere reducir aún más esta conductividad hasta situarla por debajo de los 5 microsiemens por centímetro.
Todos estos productos para vehículos eléctricos se diseñan a partir de bases de aceite sintéticas que permiten mantener una conductividad baja y evitar la presencia de agua en los sistemas. Esto redunda en la seguridad de los pasajeros.
Como pionera en el desarrollo de nuevos productos para automoción, TotalEnergies invierte en investigación y colabora con los fabricantes de estos vehículos para crear nuevos fluidos que se adapten a las exigencias de la innovación en este campo.
