Gerenciamento térmico para recarga rápida de forma segura e eficiente de veículos elétricos a bateria em rodovias

O interesse por veículos elétricos a bateria (BEV) está aumentando. No entanto, um constante desafio é a disponibilidade de estações de recarga rápida durante uma viagem. Para reduzir o tempo de recarga, a potência do carregador precisa ser alta. Como resultado, haverá aumento significativo de calor. Para dissipar o calor com eficiência e permitir a recarga rápida, é necessário um sistema de gerenciamento térmico controlado com resfriamento líquido.

Na maioria das vezes, água e eletrônicos não se misturam, mas o aumento da saída de potência e da densidade do circuito em sistemas eletrônicos exigiu maneiras mais modernas e eficazes de dissipar o calor.

Hoje, existem dois desafios principais quando se trata da capacidade dos carregadores rápidos para veículos elétricos (EVs). Em primeiro lugar, a disponibilidade de estações de recargas nas rodovias. Em geral, os EVs são carregados em casa ou no trabalho, mas sempre que estiver fora dessas áreas, é muito mais difícil encontrar uma estação de recarga rápida. O segundo desafio é a velocidade do carregador.

Um carregador AC típico de 22 kW fornece carga suficiente em 120 minutos para fornecer 200 km adicionais de autonomia do veículo (por artigo na Automotive Power). Para reduzir o tempo de recarga com alcance de 200 km para apenas 16 minutos, é necessária uma estação de recarga de 150 kW DC. Nesse nível de energia, e para evitar o superaquecimento, um gerenciamento térmico eficaz e otimizado é necessário, pois a temperatura pode aumentar para mais de 270°C durante uma recarga rápida de 10 minutos, de acordo com um relatório do Departamento de Energia U.S.

Refrigeração líquida reduz o tempo de carregamento

Tradicionalmente, o sistema de refrigeração a ar é a solução preferida, mas com o rápido desenvolvimento, o resfriamento a líquido tem se mostrado o mais eficaz, pois os sistemas de resfriamento a ar demandam mais tempo no carregamento. A capacidade de calor da água também é 3.500 vezes mais eficiente do que o mesmo volume de ar e até 10 vezes mais eficaz na dissipação de calor da fonte. Além disso, a refrigeração líquida permite trabalhar com sistemas pré-carregados, que facilita a manutenção, tornando muito mais ágil as trocas necessárias.

A refrigeração líquida pode ser encontrada em muitas aplicações. Entre elas, bateria térmica, inversor de veículo, cabo de carregamento de motor eletrônico do veículo e eletrônica de potência de estação de recarga.

Engates rápidos são componentes chave em sistemas de refrigeração líquida

Em um sistema onde o tempo de atividade e a confiabilidade são as chaves para o sucesso, a utilização de componentes de alta qualidade é muito importante. Assim como o superaquecimento, o vazamento em um sistema eletrônico é uma preocupação comum em caso de acidente. O uso de engates rápidos, que é uma parte essencial em um sistema de refrigeração líquida, projetado para confiabilidade de longo prazo com alta vazão e baixa queda de pressão, minimiza esses riscos. 

A linha ultraFLOW da CEJN, uma série de engates para fluidos com design face plana, garante vazamento zero, alta vazão e baixa queda de pressão. Usar um engate anti-derramamento como o ultraFLOW, projetado para uma conexão e desconexão limpa, estenderá a vida útil do hardware e manterá baixo os custos de operação.

 

Escrito por:

Mats Ahnheim
Product Manager Fluids

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