Híbridos y Eléctricos

INFORMES DE IDTECHEX

Los vehículos eléctricos abren nuevos mercados: materiales para la gestión térmica de la batería

Además de la química interna de la celda, los sistemas de gestión térmica de las baterías se convertirán en un mercado clave en la próxima década, según dos informes publicados por la consultora IDTechEx.

Ejemplos reales de TIM en vehículos eléctricos. Tesla Model 3. Fuente: EVEngineering.
Ejemplos reales de TIM en vehículos eléctricos. Tesla Model 3. Fuente: EVEngineering.

IDTechEx pronostica que el mercado de los materiales de interfaz térmica (TIM) que se emplean para controlar la temperatura de las baterías de los vehículos eléctricos irá creciendo durante esta década hasta convertirse en 2030 en uno de los más importantes de la industria del automóvil. El incremento de la demanda creciente de estos materiales, fundamentales para el rendimiento de la batería y por lo tanto de los coches eléctricos, queda reflejada en dos estudios publicados por la consultora internacional.

En el auge del mercado de los vehículos eléctricos un componente tan importante como la batería es el que se lleva casi todo el protagonismo. Es un elemento clave que marca el coste actual de un vehículo eléctrico y también es el que define su rendimiento. La química a nivel de celda es objeto de numerosas investigaciones, ampliamente discutidas por la ciencia, que busca encontrar el “santo grial” con el que la batería cumpla todos los requisitos técnicos imprescindibles: alta densidad energética, alta densidad de potencia, un elevado número de ciclos de carga y descarga y todo ello a un bajo coste para lograr un coche eléctrico asequible.

Sin embargo, a menudo se pasa por alto: la gestión térmica de esa batería. Estos sistemas se desarrollan para cumplir tres objetivos fundamentales: aumentar la autonomía y la velocidad de carga manteniendo la máxima seguridad. Mantener la temperatura es esencial y será cada vez significativo tanto para el rendimiento del vehículo como para su recarga, considerando además que en un futuro la carga rápida alcanzará tasas de potencia de hasta 350 kW.

La consultora IDTechEx, especialista en estudios de mercado sobre tecnologías emergentes ha publicado dos informes que ofrecen un análisis técnico y una visión de este nuevo mercado: “Gestión térmica para vehículos eléctricos 2020-2030” y “Materiales de interfaz térmica 2020-2030“.

Materiales de interfaz térmica TIM-Chevrolet Bolt-informe IDTechEX

Ejemplos reales de TIM en vehículos eléctricos. Chevrolet Bolt. Fuente: WeberAuto.

Según se puede leer en las conclusiones de estos informes la demanda de baterías destinadas automóviles eléctricos enchufables superará los 300 GWh en 2025 y se triplicará en 2030. Más allá de la química de la celda, a nivel de módulo y de la batería ya empaquetada, existen grandes oportunidades en el campo de los materiales que se emplean para su control térmico. Una parte clave de estos sistemas es cómo se protegen, se conectan y permiten que las celdas disipen el calor.

Los materiales de interfaz térmica (TIM) se utilizan para facilitar la transferencia térmica entre un dispositivo generador de calor y otro disipador de calor. En el caso de una batería, este proceso se realiza desde la celda o el módulo hasta un disipador de calor. El formato típico de un TIM es una matriz de polímero rellena de material cerámico, por ejemplo de silicona y alúmina, que generalmente es una almohadilla de separación.

Prácticamente ningún pack de baterías tiene el mismo diseño en los distintos modelos de coches eléctricos. Esta ocurre ya desde su parte más pequeña, la celda, que puede ser cilíndrica, en forma de bolsa o prismática. En cada caso, el material para gestionar la temperatura es diferente. La gestión térmica que se emplea típicamente utiliza aire, líquido o refrigerante, ya sea de forma activa o pasiva. Por ejemplo, el enfriamiento por inmersión es una tecnología emergente que se describe en el informe, y que está comenzando a encontrar un hueco en el mercado.

Simplistic diagram of a battery pack, displaying the potential locations of TIM (pink sections). Source “Thermal Interface Materials 2020-2030” (www.IDTechEx.com/TIM)

Diagrama simplificado de una batería con las potenciales ubicaciones del TIM (secciones rosadas). Fuente: IDTechEx.

Entre los factores que tienen impacto sobre los sistemas térmicos de la batería está, por ejemplo, la ubicación del TIM que puede variar ampliamente. También hay que considerar otras características físicas y químicas que definen los materiales: la conductividad, la viscosidad, la adhesividad, la resistencia a la compresión, la vida útil, el método de aplicación y los factores de coste.

Los informes de IDTechEx

Thermal Management for Electric Vehicles 2020-2030 realiza un profundo estudio tecnológico sobre baterías , motores y electrónica de potencia. El informe ofrece un detallado estudio de mercado sobre los materiales clave y las tendencias de ingeniería. También ofrece una serie de pronósticos y evaluaciones para ayudar a las empresas a plantear su estrategia para la próxima década.

Thermal Management for Electric Vehicles 2020-2030

Informe IDTechEx: Thermal Management for Electric Vehicles 2020-2030.

Thermal Interface Materials 2020-2030: Forecasts, Technologies, Opportunities ofrece una visión integral de los mercados clave, incluidos productos electrónicos de consumo, comunicación 5G, centros de datos, profundizando en las tendencias sobre materiales y los actores clave en este mercado.

Thermal Interface Materials 2020-2030 Forecasts, Technologies, Opportunities

Informe IDTechEx: Thermal Interface Materials 2020-2030 Forecasts, Technologies, Opportunities.

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