O módulo de bateria de lítio é composto principalmente por baterias e módulos de refrigeração e dissipação de calor combinados livremente. A relação entre os dois é complementar. A bateria é responsável por alimentar o veículo de nova energia, e a unidade de refrigeração lida com o calor gerado pela bateria durante a operação. Diferentes métodos de dissipação de calor requerem diferentes materiais de dissipação.
Se a temperatura ao redor da bateria estiver muito alta, esses materiais utilizarão a junta de silicone condutora de calor como caminho de transmissão, entrando suavemente no tubo de refrigeração e, em seguida, absorvendo o calor por meio de contato direto ou indireto com a bateria. A principal vantagem desse método é a grande área de contato com as células da bateria, o que permite uma absorção de calor uniforme.
O método de resfriamento a ar também é um método comum para resfriar a bateria.Aquecedor de ar PTCComo o nome sugere, este método utiliza o ar como meio de resfriamento. Os projetistas de veículos de nova energia instalam ventiladores de resfriamento próximos aos módulos de bateria. Para aumentar o fluxo de ar, também são adicionadas aberturas próximas aos módulos de bateria. Graças à convecção do ar, a bateria de lítio de um veículo de nova energia pode dissipar o calor rapidamente e manter uma temperatura estável. A vantagem deste método é a sua flexibilidade, podendo dissipar o calor por convecção natural ou por dissipação forçada. No entanto, se a capacidade da bateria for muito alta, o método de resfriamento a ar não terá o mesmo efeito.
O resfriamento por ventilação tipo caixa representa um aprimoramento do método de resfriamento a ar e dissipação de calor. Além de controlar a temperatura máxima da bateria, também controla a temperatura mínima, garantindo, em grande parte, o funcionamento normal da bateria. No entanto, esse método resulta em falta de uniformidade de temperatura na bateria, tornando-a propensa a uma dissipação de calor irregular. O resfriamento por ventilação tipo caixa aumenta a velocidade do fluxo de ar na entrada, coordenando a temperatura máxima da bateria e controlando a grande diferença de temperatura. Contudo, devido à pequena abertura na entrada de ar na parte superior da bateria, o fluxo de ar obtido não atende aos requisitos de dissipação de calor, e a vazão geral é muito lenta. Se continuar assim, o calor acumulado na parte superior da bateria, na entrada de ar, é difícil de dissipar. Mesmo que a parte superior seja aberta posteriormente, a diferença de temperatura entre as baterias ainda excederá a faixa predefinida.
O método de resfriamento com material de mudança de fase possui o maior conteúdo tecnológico, pois o material de mudança de fase pode absorver uma grande quantidade de calor de acordo com a variação de temperatura da bateria. A grande vantagem desse método é o menor consumo de energia e o controle preciso da temperatura da bateria. Comparado ao método de resfriamento líquido, o material de mudança de fase não é corrosivo, o que reduz a contaminação do fluido refrigerante da bateria. No entanto, nem todos os veículos de nova energia podem utilizar materiais de mudança de fase como fluido refrigerante, visto que o custo de fabricação desses materiais é elevado.
Em termos de aplicação, o resfriamento por convecção de aletas pode controlar a temperatura máxima e a diferença máxima de temperatura do conjunto de baterias dentro da faixa de 45°C e 5°C, respectivamente. No entanto, se a velocidade do vento ao redor do conjunto de baterias atingir um valor predefinido, o efeito de resfriamento das aletas pela ação do vento não será suficiente, resultando em pouca variação na diferença de temperatura do conjunto de baterias.
O resfriamento por tubo de calor é um método de dissipação de calor recentemente desenvolvido, que ainda não foi oficialmente implementado. Este método consiste em instalar o fluido de trabalho dentro do tubo de calor; quando a temperatura da bateria aumenta, o calor é dissipado através do fluido presente no tubo.
É possível observar que a maioria dos métodos de dissipação de calor apresenta certas limitações. Para que os pesquisadores obtenham bons resultados na dissipação de calor de baterias de lítio, é fundamental que os dispositivos de dissipação sejam projetados de forma específica para cada situação, maximizando a eficácia e garantindo o funcionamento normal da bateria.
✦A solução para a falha do sistema de refrigeração de veículos de novas energias
Primeiramente, a vida útil e o desempenho dos veículos de novas energias são diretamente proporcionais à vida útil e ao desempenho das baterias de lítio. Os pesquisadores podem realizar um bom trabalho no gerenciamento térmico de acordo com as características das baterias de lítio. Como os sistemas de dissipação de calor utilizados por veículos de novas energias de diferentes marcas e modelos são bastante distintos, ao otimizar o sistema de gerenciamento térmico, os pesquisadores devem escolher um método de dissipação de calor adequado às suas características de desempenho, a fim de maximizar a eficácia do sistema de dissipação de calor dos veículos de novas energias. Por exemplo, ao utilizar um método de resfriamento líquido (Aquecedor de líquido refrigerante PTC), os pesquisadores podem usar etilenoglicol como principal meio de dissipação de calor. No entanto, para eliminar as desvantagens dos métodos de resfriamento e dissipação de calor por líquido e evitar vazamentos e contaminação da bateria por etilenoglicol, é necessário utilizar materiais de revestimento não corrosivos como proteção para as baterias de lítio. Além disso, é fundamental garantir uma vedação adequada para minimizar a probabilidade de vazamento de etilenoglicol.
Em segundo lugar, a autonomia dos veículos de novas energias está aumentando, a capacidade e a potência das baterias de lítio foram significativamente aprimoradas e, consequentemente, mais calor é gerado. Se continuarmos a utilizar os métodos tradicionais de dissipação de calor, a eficácia será consideravelmente reduzida. Portanto, os pesquisadores precisam acompanhar a evolução tecnológica, desenvolvendo constantemente novas tecnologias e selecionando novos materiais para melhorar o desempenho do sistema de refrigeração. Além disso, os pesquisadores podem combinar diversos métodos de dissipação de calor para ampliar as vantagens do sistema, de modo que a temperatura ao redor da bateria de lítio possa ser controlada dentro de uma faixa adequada, fornecendo energia inesgotável para os veículos de novas energias. Por exemplo, os pesquisadores podem combinar métodos de refrigeração a ar e dissipação de calor com base em métodos de dissipação de calor por líquido. Dessa forma, dois ou três métodos podem compensar as deficiências uns dos outros e melhorar efetivamente o desempenho da dissipação de calor dos veículos de novas energias.
Por fim, o condutor deve realizar uma boa manutenção diária nos veículos de nova energia. Antes de dirigir, é necessário verificar o estado de funcionamento do veículo e a existência de falhas de segurança. Essa verificação pode reduzir o risco de acidentes e garantir a segurança na condução. Após longos períodos de uso, o condutor deve levar o veículo para inspeção periódica, a fim de verificar a existência de problemas potenciais no sistema de controle do motor elétrico e no sistema de dissipação de calor, evitando assim acidentes. Além disso, antes de adquirir um veículo de nova energia, o condutor deve pesquisar a fundo para compreender a estrutura do sistema de bateria de lítio e do sistema de dissipação de calor, optando por um veículo com um bom sistema de dissipação de calor, pois esse tipo de veículo possui uma longa vida útil e um desempenho superior. Ao mesmo tempo, os condutores também devem ter conhecimentos básicos de manutenção para lidar com falhas repentinas do sistema e minimizar prejuízos.
Data da publicação: 25 de junho de 2023
