Tecnologias de resfriamento
Tecnologias de resfriamento – Alguns analistas dizem que os veículos elétricos tenderão para baterias que geram níveis mais altos de calor e, portanto, que a indústria mudará para tecnologias de resfriamento mais eficazes.
Um fornecedor de ésteres disse em um evento recente do setor que os ésteres são adequados para servir como óleos básicos nos “coolants” usados em tais sistemas.
O gerenciamento térmico é considerado um requisito fundamental para a operação segura e suave das baterias que alimentam os veículos elétricos (VEs).
Duas tecnologias principais em uso hoje. O resfriamento indireto circula o óleo refrigerante (“coolant”) através de tubos ou placas frias conectadas às baterias, enquanto o resfriamento por imersão submerge as baterias em um líquido.
O resfriamento indireto é uma tecnologia padrão de mercado empregada na maioria dos VEs existentes, mas os sistemas de imersão estão sendo pesquisados e desenvolvidos e são usados em algumas unidades piloto ou em hipercarros de luxo, de acordo com a OQ Chemicals Gmbh, fabricante alemão de produtos químicos e lubrificantes.
“O carregamento rápido é uma das várias barreiras para a adoção generalizada de VEs, e isso só pode ser realizado com resfriamento por imersão”, disse o gerente de desenvolvimento de negócios da OQ, Jens Kubitschke, à Conferência Europeia de Óleos Básicos e Lubrificantes da ACI em 18 de novembro em Amsterdã. “O resfriamento por imersão é a única tecnologia que pode permitir o carregamento ultrarrápido, o que significa que uma parada em uma estação de carregamento dura cerca de 10 minutos.”
O gerenciamento térmico eficiente das baterias é uma obrigação e a faixa de temperatura ideal deve estar entre 15°C e 35°C, de acordo com a OQ.
“Sem resfriamento ou aquecimento eficiente da bateria, o desempenho do veículo e sua capacidade diminuirão, a vida útil da bateria será reduzida e há risco de fuga térmica, como incêndio e explosão”, disse Kubitschke.
No resfriamento por imersão, ele acrescentou, a principal propriedade do fluido é ser dielétrico. Como a bateria está em contato com o líquido, o refrigerante precisa ter condutividade baixa a zero.
Para serem seguros, os fluidos de resfriamento de imersão também requerem propriedades de alto ponto de fulgor e baixa volatilidade, além de terem estabilidade oxidativa e hidrolítica. Eles também devem ser compatíveis com uma variedade de metais, plásticos e elastômeros e devem ser biodegradáveis e não tóxicos.
Como sempre, novos fluidos precisam ser formulados com materiais que ajudem a fornecer as características de desempenho necessárias.
A OQ comparou três tipos de base para uso em óleos refrigerantes de imersão: hidrofluoréteres, hidrocarbonetos sintéticos e ésteres. A empresa produz o último, mas não as duas primeiras categorias de materiais.
“Os hidrofluoréteres provavelmente não serão usados em VEs porque têm alto potencial de aquecimento global e são persistentes por natureza”, disse Kubitschke. “Em geral, os hidrocarbonetos sintéticos apresentam bons valores de desempenho, mas ainda apresentam algumas desvantagens em termos de segurança e impacto ambiental. Eles mostram baixo ponto de fulgor e não são biodegradáveis.”
O fabricante de lubrificantes descobriu que as propriedades dos ésteres podem ser ajustadas combinando diferentes álcoois, polióis e ácidos carboxílicos.
“Por exemplo, baixa viscosidade e altos pontos de fulgor são alcançados usando ácidos lineares de cadeia curta, enquanto a alta estabilidade oxidativa e térmica é alcançada usando ésteres de neopoliol”, disse ele.
“No geral, os ésteres mostraram o melhor desempenho, especialmente devido à sua baixa viscosidade em produtos com altos pontos de fulgor”, concluiu Kubitschke. “Além disso, eles são prontamente biodegradáveis e potencialmente podem ser de base biológica também.”
