Gerenciamento térmico de baterias EV: 5 desafios (e soluções)
Aplicação estratégica do composto térmico ajuda a garantir qualidade com economia de material e alta produtividade. Confira!
As células das baterias EV só podem oferecer desempenho máximo dentro de determinada faixa de temperatura e não devem superaquecer. Para transferir efetivamente o calor causado pela operação da célula para o ambiente, um composto térmico é aplicado à bandeja da bateria. Trata-se de uma etapa crítica da produção, que apresenta diversos desafios operacionais. A seguir, apresentamos algumas soluções para superá-los.
Como os compostos térmicos ajudam a controlar a temperatura das baterias?
Quando a bateria é carregada ou descarregada, esses compostos contendo cargas termicamente condutoras transferem o calor gerado para estruturas de resfriamento apropriadas. Dessa forma, a bateria pode funcionar na temperatura ideal e evitar superaquecimento. Isso é muito importante para garantir que os carros elétricos sejam seguros, tenham bom desempenho, boa autonomia e possam ser carregados rapidamente.
OS PRINCIPAIS DESAFIOS DE APLICAÇÃO DE COMPOSTO TÉRMICO EM BATERIAS EV
Aplicação de material precisa sem bolhas de ar
Para garantir a condutividade térmica do composto, é essencial uma aplicação precisa sem bolhas de ar. Isso é um desafio porque o composto é frequentemente aplicado em grandes quantidades a uma alta taxa de fluxo.
Dependendo do processo de união, das propriedades do material e da forma das peças, existem vários padrões de aplicação disponíveis para garantir que os módulos sejam unidos ao composto sem bolhas.
Testes abrangentes são normalmente necessários para definir o padrão de aplicação ideal em cada caso, visando ajustar o material, o equipamento de medição e o processo aos requisitos específicos do projeto.
2. Garantir largura, posição e continuidade do cordão
A largura, posição e continuidade do cordão aplicado podem ser monitoradas continuamente por um sistema de sensor de câmera integrado ao aplicador do. Assim, erros de aplicação, como lacunas no cordão de adesivo, são detectados imediatamente e podem ser corrigidos.
Os sistemas de visão modernos da Atlas Copco oferecem uma função de reparo para corrigir automaticamente as possíveis lacunas na aplicação. Isso mantém o tempo de ciclo curto e reduz as despesas com retrabalho e garantia de qualidade. Usar esta imagem.
3. Dosagem precisa para aplicação do volume de material exato
O uso otimizado de compostos de transferência de calor não é apenas termicamente eficiente, mas também economiza custos.
Para isso, ao dosar o material é fundamental levar em conta as tolerâncias no encaixe entre a bandeja da bateria e o módulo da célula.
As tolerâncias nas várias peças resultam em folgas entre 0,5 e até 3 mm. Os fabricantes, no entanto, geralmente aplicam muito material para garantir que a lacuna seja preenchida adequadamente, mesmo que as tolerâncias máximas sejam atingidas.
Como dosar o material de forma eficiente?
Os especialistas da Atlas Copco estão desenvolvendo uma solução para a medição precisa das tolerâncias usando um scanner 3D. Dessa forma, pode-se calcular a quantidade de material necessária para preencher as folgas com precisão.
A ideia é que o volume aplicado seja controlado com preciso pelo controlador e não usando a velocidade do robô, como acontecia anteriormente. Assim, não será mais preciso trabalhar no programa do robô, permitindo uma economia de material de até 50% em comparação às soluções convencionais.
4. Ajustar a pressão ideal para aplicação do material
Alguns fabricantes decidiram não pressionar os módulos de bateria no composto de transferência de calor, mas apenas injetar o composto no espaço. Essa abordagem também pode economizar material.
A principal vantagem é que nenhuma força é aplicada às células sensíveis da bateria e o risco de bolhas de ar ou pressão desigual no composto é minimizado. A desvantagem é que a inspeção visual da união não é possível.
A viabilidade dessa abordagem depende do processo do cliente e do composto utilizado – em geral, deve ser usado um composto de baixa viscosidade. Se a folga for muito pequena, pode ser necessária uma pressão maior para aplicação do material, o que também causa risco de danos às células.
5. Proteção contra abrasão
Para garantir a transferência de calor, todos esses compostos térmicos têm uma alta concentração de carga – normalmente em óxido de alumínio ou hidróxido de alumínio, substâncias abrasivas que podem causar desgaste rápido nas superfícies internas dos equipamentos de aplicação.
Por isso, nas válvulas, por exemplo, que recebem taxas de fluxo de material especialmente altas, componentes de metal duro são recomendados. Além disso, o diâmetro das peças deve ser o maior possível para reduzir a velocidade do fluxo.
Essa abordagem permite que o desgaste seja minimizado. Para um manuseio confiável e produtivo de compostos de transferência de calor, são necessários componentes de bomba e de dosagem robustos e especialmente projetados – que você pode encontrar no portfólio de soluções da Atlas Copco.
Confira um vídeo demonstrativo de todas essas técnicas aplicadas:
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