A importância dos veículos de novas energias em comparação com os veículos tradicionais se reflete principalmente nos seguintes aspectos: Primeiro, a prevenção da fuga térmica em veículos de novas energias. As causas da fuga térmica incluem causas mecânicas e elétricas (extrusão da bateria por colisão, perfuração, etc.) e causas eletroquímicas (sobrecarga e descarga excessiva da bateria, carregamento rápido, carregamento em baixa temperatura, curto-circuito interno autoiniciado, etc.). A fuga térmica pode fazer com que a bateria pegue fogo ou até mesmo exploda, representando uma ameaça à segurança dos passageiros. Segundo, a temperatura ideal de funcionamento da bateria é de 10 a 30 °C. O gerenciamento térmico preciso da bateria pode garantir sua vida útil e prolongar a vida útil da bateria dos veículos de novas energias. Terceiro, em comparação com os veículos a combustão, os veículos de novas energias não possuem compressores de ar-condicionado e não podem contar com o calor residual do motor para aquecer a cabine, dependendo exclusivamente da energia elétrica para regular a temperatura, o que reduz significativamente a autonomia do veículo. Portanto, a gestão térmica de veículos de novas energias tornou-se fundamental para solucionar as limitações desses veículos.
A demanda por gerenciamento térmico em veículos de novas energias é significativamente maior do que em veículos a combustíveis tradicionais. O gerenciamento térmico automotivo visa controlar o calor de todo o veículo e do ambiente como um todo, mantendo cada componente operando na faixa de temperatura ideal e, ao mesmo tempo, garantindo a segurança e o conforto ao dirigir. O sistema de gerenciamento térmico de veículos de novas energias inclui principalmente o sistema de ar condicionado e o sistema de gerenciamento térmico da bateria.HVCH), sistema de controle eletrônico do motor. Comparado com os carros tradicionais, o gerenciamento térmico dos veículos de novas energias adicionou módulos de gerenciamento térmico para baterias e sistemas de controle eletrônico do motor. O gerenciamento térmico automotivo tradicional inclui principalmente o resfriamento do motor e da caixa de câmbio e o gerenciamento térmico do sistema de ar condicionado. Os veículos a combustão utilizam fluido refrigerante para o ar condicionado para resfriar a cabine, aquecem a cabine com o calor residual do motor e resfriam o motor e a caixa de câmbio por meio de resfriamento líquido ou a ar. Comparado com os veículos tradicionais, uma grande mudança nos veículos de novas energias é a fonte de energia. Os veículos de novas energias não possuem motores para fornecer calor, e o aquecimento do ar condicionado é realizado por meio de sistemas de controle de temperatura por transferência térmica (PTC) ou bombas de calor. Os veículos de novas energias têm requisitos adicionais de resfriamento para as baterias e os sistemas de controle eletrônico do motor, portanto, o gerenciamento térmico desses veículos é mais complexo do que o dos veículos a combustão tradicionais.
A complexidade da gestão térmica dos veículos de novas energias impulsionou o aumento do valor de um único veículo nesse quesito. O valor de um veículo com sistema de gestão térmica é de duas a três vezes maior que o de um carro tradicional. Comparado aos carros tradicionais, o acréscimo de valor dos veículos de novas energias provém principalmente do resfriamento líquido das baterias e dos condicionadores de ar com bomba de calor.Aquecedores de líquido refrigerante PTC, etc.
O resfriamento líquido substituiu o resfriamento a ar como a principal tecnologia de controle de temperatura, e espera-se que o resfriamento direto alcance avanços tecnológicos.
Os quatro métodos comuns de gerenciamento térmico de baterias são: resfriamento a ar, resfriamento líquido, resfriamento por material de mudança de fase e resfriamento direto. A tecnologia de resfriamento a ar foi usada principalmente nos modelos mais antigos, e a tecnologia de resfriamento líquido tornou-se gradualmente a principal devido à sua capacidade de proporcionar um resfriamento uniforme. Devido ao seu alto custo, a tecnologia de resfriamento líquido é encontrada principalmente em modelos de ponta, e espera-se que, no futuro, seu uso se estenda a modelos de entrada.
Resfriamento a ar (Aquecedor de ar PTCO resfriamento a ar é um método no qual o ar é usado como meio de transferência de calor, removendo o calor da bateria diretamente através de um ventilador de exaustão. Para o resfriamento a ar, é necessário aumentar ao máximo a distância entre os dissipadores de calor e entre as baterias, podendo-se utilizar conexões em série ou em paralelo. Como a conexão em paralelo proporciona uma dissipação de calor uniforme, a maioria dos sistemas de resfriamento a ar atuais adota essa configuração.
A tecnologia de resfriamento líquido utiliza a troca de calor por convecção do líquido para remover o calor gerado pela bateria e reduzir sua temperatura. O meio líquido possui alto coeficiente de transferência de calor, grande capacidade térmica e alta velocidade de resfriamento, o que tem um efeito significativo na redução da temperatura máxima e na melhoria da uniformidade do campo térmico do conjunto de baterias. Ao mesmo tempo, o volume do sistema de gerenciamento térmico é relativamente pequeno. Em casos de precursores de fuga térmica, a solução de resfriamento líquido pode contar com um grande fluxo do fluido refrigerante para forçar o conjunto de baterias a dissipar o calor e realizar a redistribuição térmica entre os módulos da bateria, o que pode suprimir rapidamente a deterioração contínua da fuga térmica e reduzir o risco de fuga térmica. O formato do sistema de resfriamento líquido é mais flexível: as células ou módulos da bateria podem ser imersos no líquido, canais de resfriamento podem ser instalados entre os módulos da bateria ou uma placa de resfriamento pode ser usada na parte inferior da bateria. O método de resfriamento líquido tem altos requisitos de estanqueidade do sistema. O resfriamento por material de mudança de fase refere-se ao processo de mudança do estado da matéria e fornecimento de calor latente ao material sem alterar a temperatura, alterando suas propriedades físicas. Esse processo absorverá ou liberará uma grande quantidade de calor latente para resfriar a bateria. No entanto, após a completa mudança de fase do material de mudança de fase, o calor da bateria não poderá ser removido de forma eficaz.
O método de resfriamento direto (resfriamento direto por refrigerante) utiliza o princípio do calor latente de evaporação de refrigerantes (R134a, etc.) para estabelecer um sistema de ar condicionado no veículo ou no sistema de baterias. O evaporador do sistema de ar condicionado é instalado no sistema de baterias, e o refrigerante presente no evaporador evapora, removendo o calor do sistema de baterias de forma rápida e eficiente, completando assim o seu resfriamento.
Data da publicação: 25/06/2024
