DIRECT LIQUID COOLING: revolución en la gestión térmica de las baterías

Dr. Manex Larrañaga Ezeiza, ingeniero de baterías en CIDETEC Energy Storage

La electrificación del transporte por carretera ya no es solo una tendencia: es un paso clave para reducir las emisiones de carbono y abordar el cambio climático. Más allá de los beneficios ambientales, también tiene una importancia estratégica y geopolítica, lo que ha llevado a los principales fabricantes de automóviles a invertir fuertemente en la movilidad eléctrica.

El éxito de esta transformación reside en un elemento crucial: las baterías. Para que los vehículos eléctricos prosperen, sus baterías deben ofrecer alta densidad de energía, durabilidad, carga rápida, seguridad y debe ser asequible. Entre todas las tecnologías de almacenamiento de energía, las baterías de iones de litio ofrecen el mejor rendimiento, lo que las convierte en la opción preferida para los vehículos eléctricos. Su excepcional capacidad de almacenamiento de energía, altas tasas de descarga, larga vida útil y bajo mantenimiento las han establecido como el estándar para la industria. Sin embargo, su rendimiento y vida útil son altamente sensibles a la temperatura, lo que hace que la gestión térmica avanzada sea crucial para garantizar la eficiencia, seguridad y fiabilidad a largo plazo.

A medida que la tecnología de baterías evoluciona, los métodos de enfriamiento tradicionales están perdiendo efectividad. El enfriamiento líquido indirecto (Direct Liquid Cooling), la estrategia dominante en el mercado de vehículos eléctricos, a menudo no es suficiente en aplicaciones de alta demanda. La conductividad eléctrica de los fluidos refrigerantes utilizados en este enfoque requiere aislamiento para la seguridad del sistema, lo que resulta en una transferencia de calor indirecta. Esta limitación reduce la eficiencia de enfriamiento e introduce inercia térmica, ralentizando los tiempos de respuesta y comprometiendo el rendimiento general del sistema.

En los últimos años, el enfriamiento líquido directo ha surgido como una tecnología revolucionaria en la gestión térmica de baterías. Este enfoque utiliza fluidos dieléctricos, líquidos especializados con baja conductividad eléctrica, que pueden estar en contacto directo con las celdas de la batería, eliminando las barreras térmicas sin comprometer la seguridad. Además, este método tiene la capacidad de mejorar los aspectos de seguridad al mitigar riesgos como la fuga térmica, ya que el fluido dieléctrico actúa como un amortiguador protector para prevenir reacciones en cadena. Al permitir una carga más rápida, mejorar la seguridad y extender la vida útil de la batería, el enfriamiento líquido directo satisface las demandas de la industria de vehículos eléctricos para continuar con la evolución del sector.

Una de las técnicas de enfriamiento líquido directo más avanzadas es el enfriamiento por inmersión, donde las celdas de la batería están completamente sumergidas en un fluido dieléctrico. Pero aunque el enfriamiento por inmersión ofrece un control preciso de la temperatura, también requiere un mayor volumen de fluido, lo que potencialmente aumenta el peso del sistema y el consumo de energía. Para abordar estos desafíos, se están desarrollando nuevas estrategias.

En CIDETEC Energy Storage, estamos a la vanguardia de las soluciones de enfriamiento líquido directo de próxima generación adaptadas a las aplicaciones de vehículos eléctricos (EV). Nuestra investigación se centra en optimizar el rendimiento de enfriamiento mientras se minimizan los inconvenientes como el exceso de peso y el tamaño. A través de pruebas exhaustivas en condiciones reales y la comparación con los estándares de la industria, optimizamos nuestros diseños para adaptarlos a los sistemas modernos de EV. Al explorar fluidos dieléctricos avanzados y adaptar soluciones a varios formatos de celdas de batería, CIDETEC está abre la puerta a todo el potencial del enfriamiento líquido directo.

En este contexto, CIDETEC ha patentado una estrategia innovadora de enfriamiento basada en el enfoque de Enfriamiento Líquido Directo Parcial. Esta estrategia supera las desventajas de los métodos convencionales y las soluciones emergentes como el enfriamiento por inmersión. Permite un control térmico preciso y directo de las celdas mientras implementa un sistema de enfriamiento superficial dirigido que reduce significativamente la cantidad de fluido y el volumen total requeridos. Estas características hacen que la solución de CIDETEC sea adecuada para las demandas actuales del mercado de vehículos eléctricos, ofreciendo un enfoque novedoso con alta eficiencia, control preciso e integración perfecta del sistema que mejorará el rendimiento, la seguridad y la vida útil de la batería.

En CIDETEC colaboramos estrechamente con líderes de la industria para llevar estas innovaciones al mercado, impulsando el desarrollo de tecnologías de baterías más eficientes, sostenibles y fiables para el futuro de la movilidad eléctrica.

La química y la ingeniería deben avanzar de la mano para ofrecer baterías eficientes, asequibles, sostenibles y seguras al mercado. Ninguna disciplina por sí sola puede lograr este objetivo. En este sentido, la misión de CIDETEC es abordar los desafíos tecnológicos que surgen en ambos campos. A través de su compromiso con la excelencia, CIDETEC reúne a un equipo multidisciplinario de químicos e ingenieros altamente cualificados que trabajan en perfecta sinergia, aprovechando su experiencia para desarrollar tecnologías innovadoras que amplían los límites del almacenamiento de energía.

Esta dedicación a la innovación también se refleja en las instalaciones de vanguardia de la nueva sede de CIDETEC Energy Storage, que trabajan en el futuro de las soluciones de almacenamiento de energía. Con un fuerte enfoque en la innovación y la investigación impulsada por la industria, CIDETEC no solo satisface la cambiante demanda del mercado actual, sino que también anticipa las necesidades futuras, asegurando el progreso tecnológico a largo plazo. Al diseñar e implementar soluciones a medida, CIDETEC desempeña un papel clave en facilitar una transferencia suave y eficiente de tecnología de vanguardia a la industria del País Vasco, pero también va más allá, reforzando su reputación como una elemento fundamental en el sector del almacenamiento de energía.

[1]        E. Parliament, “EU ban on the sale of new petrol and diesel cars from 2035 explained.” [Online]. Disponible: https://www.europarl.europa.eu/news/en/headlines/economy/20221019STO44572/eu-ban-on-sale-of-new-petrol-and-diesel-cars-from-2035-explained

[2]        V. G. Choudhari, D. A. S. Dhoble, and T. M. Sathe, “A review on effect of heat generation and various thermal management systems for lithium ion battery used for electric vehicle,” Dec. 01, 2020, Elsevier Ltd. doi: 10.1016/j.est.2020.101729.

[3]        C. Roe et al., “Immersion cooling for lithium-ion batteries – A review,” Mar. 30, 2022, Elsevier B.V. doi: 10.1016/j.jpowsour.2022.231094.

[4]        “CIDETEC Energy Storage,” https://energystorage.cidetec.es/en/home.

[5]        M. Larrañaga y G. Vertiz, “BATTERY CELL ASSEMBLIES,” WO2025021843A1, 2025