La gestión térmica de baterías de vehículos eléctricos ofrece oportunidades, informa IDTechEx

La gestión térmica para el diseño de baterías de vehículos eléctricos (EV). frece oportunidades, informa IDTechEx

La gestión térmica sigue siendo un tema clave para el diseño de baterías de vehículos eléctricos (EV). Las primeras tendencias en el mercado giraron en gran medida en torno a la adopción de enfriamiento activo para el paquete de baterías, y ahora este es el estándar de la industria. Sin embargo, las baterías, los motores y la electrónica de potencia en los vehículos eléctricos continúan evolucionando, con desarrollos de diseños de celda a paquete, motores enfriados directamente con aceite y electrónica de potencia de carburo de silicio que son solo algunas de las tendencias clave que afectarán las estrategias térmicas en todo el mundo. los componentes clave de la línea motriz en un EV. A medida que evoluciona el mercado de la gestión térmica, surgen oportunidades para las empresas de materiales, los proveedores de componentes, los diseñadores de vehículos y otros actores en la industria de los vehículos eléctricos en rápido crecimiento

El nuevo informe Thermal Management for EVs de IDTechEx analiza el mercado de EV y las estrategias de gestión térmica adoptadas por los OEM y sus proveedores, con una mirada al futuro y cómo las tendencias clave de la tecnología EV afectarán estos métodos para baterías, motores y electrónica de potencia de vehículos eléctricos. y la infraestructura de carga.

Tendencias de diseño de baterías

Los factores clave para el desarrollo de baterías EV son aumentar la densidad de energía y reducir los costos. Esto se ha vuelto más difícil con la escasez de la cadena de suministro y el aumento de los costos de los materiales, pero los diseños de las baterías se vuelven más simples a medida que los diseñadores comienzan a eliminar materiales que no son las celdas. Esta estrategia culmina en diseños de celda a paquete o de celda a cuerpo. Cell-to-pack elimina las carcasas de módulos estrictas a favor de tener todas las celdas apiladas juntas. Cell-to-body hace que la batería sea una parte estructural del vehículo. Los diseños han llegado a la carretera, con más diseños anunciados que llegarán al mercado en un futuro próximo. Con la eliminación de tanto del paquete, ¿cómo afecta esto a la gestión térmica?

Refrigeración activa y tendencias del mercado

Algunas estrategias de enfriamiento activo seguirán siendo similares, con una gran placa fría debajo o encima de las celdas, aunque ahora en contacto directo con las celdas en lugar de con la carcasa del módulo. El mayor cambio proviene de las celdas de factor de forma más grandes que se vuelven más comunes en los diseños de celda a paquete. El factor de forma más grande significa que se requieren menos celdas individuales por paquete. Se pueden ver ejemplos de esto en la batería Blade de BYD con celdas prismáticas muy largas o en el uso de Tesla de las celdas 4680 cilíndricas más grandes. Estos cambios significan que se requieren menos canales de refrigerante individuales en comparación con los diseños anteriores. BYD usa una placa fría grande en la parte superior del paquete, y Tesla ahora puede usar 12 líneas de refrigerante para las celdas de enfriamiento de las paredes laterales en comparación con las 28 que se usaban anteriormente en los paquetes 2170.
La transición a la refrigeración líquida activa de la batería se ha producido más rápido de lo que muchos, incluido IDTechEx, habían previsto originalmente. En la primera mitad de 2022, más del 70 % del mercado de automóviles eléctricos utilizaba refrigeración líquida. Los beneficios de un mayor rendimiento térmico y la integración con todo el sistema de gestión térmica del vehículo han superado la complejidad reducida de la refrigeración por aire. Sin embargo, hemos visto una mayor adopción de refrigeración por placa fría con refrigerante, ganando una participación de mercado un 6,5 % mayor en 2022 en comparación con 2021. Si bien hasta la fecha se han utilizado refrigerantes y refrigerantes automotrices típicos, existe un interés creciente en adaptar estos refrigerantes a los vehículos eléctricos, con menor consumo eléctrico. conductividad como una de las nuevas características. Nuevo informe de IDTechEx pronostica la adopción de enfriamiento por aire, líquido, refrigerante y de inmersión para baterías EV en términos de demanda de kWh.

Materiales de interfaz térmica

La integración del diseño también tiene un impacto severo en la utilización del material de interfaz térmica (TIM), favoreciendo los adhesivos termoconductores para hacer una conexión estructural en lugar del típico relleno de espacios que se ve en muchos diseños existentes. El nuevo informe IDTechEx incluye pronósticos para almohadillas de separación, rellenos de separación y adhesivos termoconductores en baterías de vehículos eléctricos.
El informe de IDTechEx, " Gestión térmica para vehículos eléctricos 2023-2033 ", obtiene información de fuentes primarias y secundarias en toda la industria de vehículos eléctricos. La investigación también utiliza la extensa base de datos de autos eléctricos de IDTechEx que consta de más de 450 variantes de modelos con sus cifras de ventas para 2015-2022H1, capacidad de la batería, estrategia térmica de la batería, potencia del motor, estrategia de enfriamiento del motor y muchas otras especificaciones. Se proporcionan pronósticos y cuotas de mercado para estrategias de gestión térmica en baterías, motores y electrónica de potencia, además de pronósticos de materiales para inmersión, TIM y protección contra incendios.
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