Atualmente, a poluição global está aumentando a cada dia. As emissões de escapamento de veículos movidos a combustíveis tradicionais agravaram a poluição do ar e aumentaram as emissões globais de gases de efeito estufa. A conservação de energia e a redução de emissões tornaram-se uma questão fundamental para a comunidade internacional.HVCHOs veículos de novas energias ocupam uma parcela relativamente alta do mercado automotivo devido à sua alta eficiência, energia elétrica limpa e não poluente. Como principal fonte de energia para veículos puramente elétricos, as baterias de íon-lítio são amplamente utilizadas devido à sua alta energia específica e longa vida útil.
As baterias de íon-lítio geram muito calor durante o funcionamento e a descarga, e esse calor afeta seriamente o desempenho e a vida útil da bateria. A temperatura de operação de uma bateria de íon-lítio é de 0 a 50 °C, sendo a ideal entre 20 e 40 °C. O acúmulo de calor na bateria acima de 50 °C afeta diretamente sua vida útil e, quando a temperatura ultrapassa 80 °C, a bateria pode explodir.
Este artigo, com foco na gestão térmica de baterias, resume as tecnologias de refrigeração e dissipação de calor de baterias de íon-lítio em funcionamento, integrando diversos métodos e tecnologias de dissipação de calor nacionais e internacionais. Com ênfase na refrigeração a ar, refrigeração líquida e refrigeração por mudança de fase, são analisados os avanços tecnológicos atuais em refrigeração de baterias e as dificuldades de desenvolvimento técnico, além de serem propostos temas para pesquisas futuras em gestão térmica de baterias.
Refrigeração a ar
O resfriamento a ar tem como objetivo manter a bateria em um ambiente de trabalho e promover a troca de calor através do ar, principalmente por meio de resfriamento por ar forçado.Aquecedor de ar PTC) e vento natural. As vantagens do resfriamento a ar são o baixo custo, a ampla adaptabilidade e a alta segurança. No entanto, para baterias de íon-lítio, o resfriamento a ar apresenta baixa eficiência de transferência de calor e é propenso à distribuição irregular de temperatura na bateria, ou seja, baixa uniformidade térmica. O resfriamento a ar tem certas limitações devido à sua baixa capacidade térmica específica, sendo necessário o uso simultâneo de outros métodos de resfriamento. O efeito de resfriamento a ar está principalmente relacionado ao arranjo da bateria e à área de contato entre o canal de fluxo de ar e a bateria. Uma estrutura de sistema de gerenciamento térmico de baterias com resfriamento a ar em paralelo melhora a eficiência de resfriamento do sistema alterando a distribuição do espaçamento entre as baterias no sistema de resfriamento a ar em paralelo.
resfriamento líquido
A influência do número de canais e da velocidade do fluxo no efeito de resfriamento
Resfriamento líquido (aquecedor de líquido refrigerante PTCA refrigeração líquida é amplamente utilizada na dissipação de calor de baterias automotivas devido ao seu bom desempenho e à capacidade de manter uma temperatura uniforme na bateria. Comparada à refrigeração a ar, a refrigeração líquida apresenta melhor desempenho na transferência de calor. A dissipação de calor é realizada pela circulação do fluido refrigerante em canais ao redor da bateria ou pela imersão da bateria no fluido refrigerante para remover o calor. A refrigeração líquida oferece muitas vantagens em termos de eficiência de refrigeração e consumo de energia, tornando-se a principal tecnologia para o gerenciamento térmico de baterias. Atualmente, a tecnologia de refrigeração líquida é utilizada em veículos como o Audi A3 e o Tesla Model S. Diversos fatores influenciam o desempenho da refrigeração líquida, incluindo o formato do tubo, o material, o fluido refrigerante, a vazão e a queda de pressão na saída. Considerando o número de canais e a relação comprimento/diâmetro dos canais como variáveis, estudou-se a influência desses parâmetros estruturais na capacidade de refrigeração do sistema a uma taxa de descarga de 2 C, variando-se a disposição das entradas dos canais. À medida que a relação de altura aumenta, a temperatura máxima da bateria de íon-lítio diminui, mas o número de corredores aumenta até certo ponto, e a queda de temperatura da bateria também se torna menor.
Data da publicação: 07/04/2023
