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Electric vehicle battery

A Importância da Gestão Térmica Abrangente em Sistemas de Bateria de Veículos Elétricos

Posted 07 nov 2024 by Jessica Sundberg, Market Product Manager – ePower, Storage & Clean Energy

À medida que os veículos elétricos (VEs) se tornam mais comuns, a necessidade de soluções eficazes de gerenciamento térmico em seus sistemas de bateria nunca foi tão crítica. Esses sistemas, compostos principalmente por células de íon-lítio (Li-ion), oferecem uma combinação superior de alta densidade de energia, ciclos de vida prolongados e capacidade de carga e descarga rápida. No entanto, a natureza eletroquímica das baterias de íon-lítio as torna suscetíveis à geração de calor, o que pode representar desafios significativos para a segurança, desempenho e longevidade.

Por que o Gerenciamento Térmico é Vital para as Baterias de VE?

As baterias de íon-lítio revolucionaram a indústria de VEs devido à sua capacidade de alimentar veículos por centenas de quilômetros com uma única carga. No entanto, as propriedades que as tornam adequadas para esse propósito também criam a necessidade de um gerenciamento térmico eficiente. Veja por quê:

  • Geração de Calor Eletroquímico: As reações internas nas células de íon-lítio produzem considerável calor durante a carga, descarga e operação do veículo. Sem mecanismos de resfriamento adequados, esse calor pode se acumular, levando à degradação do desempenho.
  • Composição Inflamável do Eletrólito: O eletrólito nas baterias de íon-lítio, que facilita o fluxo de cargas elétricas, é composto de compostos orgânicos altamente inflamáveis. Isso aumenta o risco de fuga térmica, onde o calor excessivo desencadeia reações químicas descontroladas, potencialmente levando a incêndios notoriamente difíceis de extinguir.

Baterias de Íon-Lítio e Sensibilidade à Temperatura

As flutuações de temperatura desempenham um papel significativo no envelhecimento e na eficácia das células de íon-lítio. Quando as temperaturas caem abaixo de 0°C, as baterias experimentam uma rápida degradação, e sua capacidade de fornecer energia diminui. No frio extremo, como abaixo de -40°C, a falha da bateria se torna uma preocupação real. No extremo oposto, o calor excessivo acelera o envelhecimento, reduz a capacidade de energia e pode desencadear eventos de fuga térmica, ameaçando a segurança de todo o sistema.

Principais Benefícios do Gerenciamento Térmico para Baterias de VE

  1. Dissipação de Calor: Sistemas de gerenciamento térmico adequados dissipam o excesso de calor gerado pelas baterias de íon-lítio, prevenindo pontos quentes localizados que podem comprometer o desempenho ou levar a falhas perigosas.
  2. Isolamento de Células Superaquecidas: Em pacotes de baterias multicelulares, é crucial conter o calor de células superaquecidas para evitar reações em cadeia que poderiam levar à falha do sistema ou incêndios.
  3. Suporte Estrutural Reforçado: Além da regulação de temperatura, materiais de gerenciamento térmico como adesivos termicamente condutivos fornecem suporte estrutural às montagens de baterias, melhorando a integridade geral do sistema.
  4. Prevenção de Envelhecimento Desigual das Células: Variações de temperatura podem causar envelhecimento desigual das células individuais, levando a desequilíbrios no pacote de baterias. Sistemas de gerenciamento térmico garantem uniformidade no envelhecimento e no desempenho de todas as células.
  5. Isolamento Elétrico: Soluções eficazes também isolam os componentes da bateria de arcos elétricos, que podem danificar partes sensíveis ou representar riscos à segurança.

O Papel das Soluções Avançadas de Gerenciamento Térmico na Segurança dos VEs

Os veículos elétricos dependem fortemente de materiais termicamente condutivos para garantir não apenas a eficiência, mas também a segurança. Essas soluções são essenciais para dissipar o calor durante a operação regular, isolar células defeituosas e prevenir eventos de fuga térmica. À medida que a adoção de VEs cresce, integrar tecnologias avançadas de gerenciamento térmico é vital para a segurança, confiabilidade e longevidade dos sistemas de baterias de VE.

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