La batería con calentamiento eléctrico interno es el resultado del trabajo de la ciencia y la industria para mejorar el diseño de una batería convencional de grupo ácido o alcalino para mejorar su rendimiento en condiciones de bajas temperaturas ambientales negativas.
A temperaturas negativas del electrolito, se reducen el valor del voltaje y la potencia real de la batería. Las bajas temperaturas afectan significativamente el rendimiento, las características de carga y descarga de la batería. Cuando la temperatura del electrolito es inferior a -20 °C, las baterías no proporcionan un arranque fiable del motor y no pueden cargarse desde el generador [1] . Debido a la mayor resistencia interna de las baterías modernas de tipo cerrado (las llamadas baterías "libres de mantenimiento": selladas, selladas), en comparación con las baterías convencionales (tipo abierto), estas cuestiones son aún más relevantes [2] .
Una característica de diseño de una batería con calentamiento eléctrico interno es la presencia de un elemento de calentamiento eléctrico, una unidad de conmutación y un relé de temperatura, a través del cual el calentador se enciende y apaga cuando se alcanzan las temperaturas especificadas del electrolito. Hay varios diseños de baterías con calentamiento eléctrico interno, que difieren en la ubicación de sus elementos dentro de la batería y en los métodos para cambiar el elemento calefactor: desde una fuente externa de electricidad [3] o una batería autónoma de los quemadores [4] .
Conocida marca de baterías automotrices 6ST-190TRN [3] (6ST-190TR-N [5] ) con calentamiento eléctrico interno. Cada una de las 6 baterías de la batería está equipada con un calentador eléctrico ENA-100 con una potencia nominal de 100 W, ubicado en el espacio casi inferior debajo del bloque de electrodos de la batería o en un bolsillo en la pared lateral de la batería. caso. El interruptor de temperatura se encuentra debajo de la tapa de la batería. Las salidas del calentador y el relé van al panel de conexión en la caja de la batería. Una unidad de conmutación está conectada al panel de conmutación, ubicado fuera de la batería y a través del cual se controlan los modos de calefacción. Son posibles dos modos de calefacción: un modo forzado con una potencia de calefacción de 600 W, si es necesario calentar rápidamente la batería para un arranque fiable del motor con un motor de arranque , y un modo prolongado con una potencia de calefacción de 128 W, que garantiza la eficiencia de los procesos de carga y descarga de la batería. El suministro de energía de los calentadores se puede realizar: en estacionamientos, desde una fuente externa de corriente alterna o continua con un voltaje de 28 V, en movimiento, desde el generador regular del automóvil.
En la URSS , las baterías con calentamiento eléctrico 6ST-190TRN se produjeron en la planta de baterías de Podolsk [5] . En la Rusia moderna , este tipo de batería se produce en la planta de baterías de Kursk para satisfacer las necesidades del Ministerio de Defensa bajo la marca 6ST-190AN, una batería calentada eléctricamente para camiones especializados que operan a temperaturas inferiores a -30 ºС.
"Las baterías para automotores militares y vehículos blindados equipados con un sistema de control automático de la temperatura del electrolito y que funcionan a temperaturas extremadamente bajas, además de una carcasa doble resistente a las heladas y resistente a los golpes, tienen un elemento calefactor incorporado". - Cita de la descripción de la gama de modelos de baterías especiales del sitio web de la Planta. [1] .
El diseño de una batería con calentamiento eléctrico interno autónomo y fuente de alimentación de los boros (terminales) de la batería se propuso como resultado de la investigación de JSC "VNIIZhT" y LLC "Transport" [6] , en particular, en relación con el diseño de una batería sellada moderna. Un elemento calefactor portátil tipo cinta eléctrica hecho de aleación de plomo con aislamiento resistente a los ácidos con una potencia de 30 a 35 W se coloca en la parte inferior de la batería debajo del soporte prismático del bloque de electrodos. El elemento calefactor es alimentado por un interruptor electrónico, cuyo elemento principal es un termostato ubicado debajo de la tapa de la batería y conectado a sus bornes (terminales). El calentamiento de la batería interna se enciende automáticamente cuando la temperatura dentro de la batería es inferior a -10 °C y se apaga cuando la temperatura alcanza los 0 °C. Según la información proporcionada por los autores con referencia a los resultados de las pruebas, a una temperatura de −40 ° C, la capacidad de una batería con calefacción eléctrica interna autónoma es 10 veces mayor que la capacidad de una batería de tipo similar sin calefacción interna. [2] . La producción comercial de una batería libre de mantenimiento ( según la tecnología AGM ) con calefacción interna autónoma fue dominada por Transport LLC bajo la marca TRANSBATT en Naro-Fominsk [7] [8] .
Especialistas estadounidenses del Pennsylvania State College han creado baterías de iones de litio con calefacción interna [9] . El elemento calefactor es una lámina de níquel de 50 micrómetros de espesor, que se conecta al terminal negativo y envuelve el interior de la batería. El sensor de temperatura instalado en el interior cierra el circuito con la ayuda de un interruptor y la batería se calienta hasta 0 °C. No se dispone de información sobre la producción industrial de esta marca de baterías.