O gerenciamento térmico do sistema de propulsão automotiva divide-se em gerenciamento térmico de veículos com motores a combustão tradicionais e gerenciamento térmico de veículos de novas energias. Atualmente, o gerenciamento térmico de veículos com motores a combustão tradicionais está bastante consolidado. Como esses veículos são movidos por um motor a combustão, o gerenciamento térmico do motor é o foco principal do gerenciamento térmico automotivo tradicional. O gerenciamento térmico do motor inclui principalmente o sistema de arrefecimento. Mais de 30% do calor do sistema do veículo precisa ser dissipado pelo circuito de arrefecimento do motor para evitar o superaquecimento em condições de alta carga. O líquido de arrefecimento do motor é utilizado para aquecer a cabine.
A central elétrica dos veículos a combustíveis tradicionais é composta por motores e transmissões, enquanto os veículos de novas energias são compostos por baterias, motores elétricos e controles eletrônicos. Os métodos de gerenciamento térmico de ambos sofreram grandes mudanças. A bateria dos veículos de novas energias opera em uma faixa de temperatura normal de 25 a 40 °C. Portanto, o gerenciamento térmico da bateria exige tanto mantê-la aquecida quanto dissipá-la. Ao mesmo tempo, a temperatura do motor não deve ser muito alta. Se a temperatura do motor for muito alta, isso afetará sua vida útil. Portanto, o motor também precisa de medidas necessárias de dissipação de calor durante o uso. A seguir, apresentamos uma introdução ao sistema de gerenciamento térmico da bateria e ao sistema de gerenciamento térmico do controle eletrônico do motor e outros componentes.
sistema de gerenciamento térmico da bateria de energia
O sistema de gerenciamento térmico da bateria de energia é dividido principalmente em resfriamento a ar, resfriamento líquido, resfriamento por material de mudança de fase e resfriamento por tubo de calor, com base em diferentes meios de resfriamento. Os princípios e as estruturas dos sistemas de resfriamento variam bastante entre os diferentes métodos.
1) Resfriamento a ar da bateria: a bateria e o ar externo realizam troca de calor por convecção através do fluxo de ar. O resfriamento a ar é geralmente dividido em resfriamento natural e resfriamento forçado. O resfriamento natural ocorre quando o ar externo resfria a bateria enquanto o carro está em funcionamento. O resfriamento forçado a ar consiste na instalação de um ventilador para direcionar o ar quente para a bateria. As vantagens do resfriamento a ar são o baixo custo e a facilidade de aplicação comercial. As desvantagens são a baixa eficiência de dissipação de calor, a grande área ocupada e os sérios problemas de ruído.Aquecedor de ar PTC)
2) Resfriamento líquido de baterias de alta potência: o calor da bateria é dissipado pelo fluxo de líquido. Como a capacidade térmica específica do líquido é maior que a do ar, o efeito de resfriamento líquido é melhor que o resfriamento a ar, e a velocidade de resfriamento também é maior, além de a distribuição de temperatura após a dissipação do calor da bateria ser relativamente uniforme. Portanto, o resfriamento líquido também é amplamente utilizado comercialmente.Aquecedor de líquido refrigerante PTC)
3) Resfriamento de materiais de mudança de fase: Os materiais de mudança de fase (PCM, do inglês Phase Change Material) incluem parafina, sais hidratados, ácidos graxos, etc., que podem absorver ou liberar uma grande quantidade de calor latente quando ocorre uma mudança de fase, enquanto sua própria temperatura permanece inalterada. Portanto, o PCM possui uma grande capacidade de armazenamento de energia térmica sem consumo adicional de energia e é amplamente utilizado no resfriamento de baterias de produtos eletrônicos, como telefones celulares. No entanto, a aplicação em baterias automotivas ainda está em fase de pesquisa. Os materiais de mudança de fase apresentam o problema da baixa condutividade térmica, o que faz com que a superfície do PCM em contato com a bateria derreta, enquanto outras partes não derretem, reduzindo o desempenho da transferência de calor do sistema e tornando-o inadequado para baterias de grande porte. Se esses problemas puderem ser resolvidos, o resfriamento por PCM se tornará a solução de desenvolvimento mais promissora para o gerenciamento térmico de veículos de novas energias.
4) Resfriamento por tubo de calor: Um tubo de calor é um dispositivo baseado na transferência de calor por mudança de fase. Trata-se de um recipiente ou tubo selado preenchido com um fluido/líquido saturado (água, etilenoglicol, acetona, etc.). Uma extremidade do tubo de calor é a de evaporação e a outra, a de condensação. Ele pode não apenas absorver o calor da bateria, mas também aquecê-la. Atualmente, é o sistema de gerenciamento térmico mais indicado para baterias de alta potência. No entanto, ainda está em fase de pesquisa.
5) Resfriamento direto por refrigerante: o resfriamento direto utiliza o princípio do refrigerante R134a e outros refrigerantes para evaporar e absorver calor, instalando o evaporador do sistema de ar condicionado na caixa de baterias para resfriá-la rapidamente. O sistema de resfriamento direto possui alta eficiência e grande capacidade de refrigeração.
Data da publicação: 29/04/2024
