Fanglu Shi Sanzhong Liu Fucai Hua
(Centro de Tecnologia, Fujian Supertech Advanced Materials Co., LTD. Xiamen, 361021)
Resumo: Os materiais de isolamento são componentes-chave indispensáveis nos sistemas de gerenciamento térmico de baterias. Painéis especiais de isolamento a vácuo (VIP) têm apresentado perspectivas promissoras de aplicação na melhoria do desempenho dos sistemas de baterias, graças às suas excelentes propriedades de isolamento e resistência ao fogo. Este artigo introduz sistematicamente, pela primeira vez, os principais indicadores de desempenho dos VIPs metálicos e dos VIPs ultrafinos, realiza testes e análises sobre o desempenho de isolamento térmico e as características dinâmicas de transferência de calor, além de estabelecer comparações com os produtos atuais de feltro de aerogel. Esse material é utilizado para o isolamento de pacotes de baterias, melhorando significativamente a adaptabilidade a ambientes de baixa temperatura e a autonomia desses pacotes, bem como suprimindo a propagação do fenômeno de fuga térmica das baterias. Ao mesmo tempo, apresenta elevada relação custo-benefício. Os resultados demonstram que os novos tipos de produtos especiais de isolamento a vácuo possuem vantagens adicionais no projeto integrado de dissipação de calor, isolamento e prevenção de incêndios em baterias e sistemas de armazenamento de energia.
Palavras-chave: Painéis especiais de isolamento a vácuo; Condutividade térmica; Difusividade térmica; Gerenciamento térmico de baterias; Fuga térmica
Perfil do autor: Fanglu Shi: (Date of Birth: July 12, 1962) Gender: Male Ethnicity: Han Native Place: Zhengning, Gansu Province Education: Master’s Degree Title: Senior Engineer Research Direction: Low-temperature Technology, Thermal Insulation Technology, Vacuum Technology and Its Application
0．Introdução
O surgimento dos veículos elétricos de nova energia tem abordado eficazmente os problemas energéticos e ambientais causados pelos veículos tradicionais. Como componente central dos veículos elétricos, a vida útil e a eficiência de uso da bateria determinam o desempenho do veículo. Entre os fatores que afetam a vida útil da bateria, o mais importante é sua temperatura de operação. Temperaturas excessivamente altas ou baixas podem impactar significativamente o desempenho da bateria. Temperaturas muito baixas reduzem a eficiência de carga e descarga, enquanto temperaturas elevadas encurtam a vida útil da bateria. Se a temperatura sair do controle, pode ocorrer explosões e outros acidentes de segurança. Portanto, garantir que a bateria opere dentro de uma faixa de temperatura segura é uma preocupação de toda a indústria.
Em especial, com o aumento da densidade de energia das baterias, a autonomia dos veículos tem sido rapidamente ampliada, mas a confiabilidade e a segurança do produto tornaram-se ainda mais evidentes. Acidentes de segurança provocados pela fuga térmica das baterias têm dificultado o desenvolvimento dos veículos de nova energia. Embora as baterias passem por diversos testes rigorosos de regulamentação de segurança antes de saírem da fábrica, visando assegurar seu uso seguro, isso ainda não consegue prevenir completamente os incidentes de fuga térmica.
O princípio de funcionamento das baterias de nova energia consiste em liberar energia por meio de reações eletroquímicas; portanto, essa reação está inevitavelmente intimamente relacionada à temperatura do sistema da bateria. Muitos pesquisadores realizaram estudos detalhados de modelagem e simulação sobre as características térmicas das baterias e o impacto da temperatura no desempenho e na vida útil da bateria [1]. Por exemplo, Sato [2] et al. demonstraram que, quando a temperatura da bateria ultrapassa 50 °C, tanto a eficiência de descarga quanto a vida útil sofrem declínio significativo; Khateeb [3] et al. apontaram que, quando a temperatura do pacote de baterias excede sua faixa ótima de operação, a uniformidade térmica do conjunto se deteriora, podendo levar à fuga térmica e a acidentes de segurança envolvendo incêndios; Pesaran [4] et al. sugeriram que a temperatura ideal de operação da bateria deveria ser mantida entre 25 e 40 °C. Assim, o desenvolvimento de tecnologias eficientes de dissipação e isolamento térmico, bem como a construção de um sistema de gerenciamento térmico da bateria capaz de manter a bateria dentro de uma faixa adequada de temperatura, é essencial para assegurar seu funcionamento normal e prevenir acidentes de segurança.
A tecnologia de gerenciamento térmico de baterias pode ser classificada em tecnologia passiva e tecnologia ativa, dependendo de haver ou não consumo de energia adicional. De acordo com as diferenças nos meios de transferência de calor e nos métodos de troca térmica, o gerenciamento térmico pode ainda ser dividido em modalidades como resfriamento a ar, resfriamento líquido, materiais de mudança de fase (PCM) e tubos de calor.
A gestão térmica da bateria não inclui apenas o controle da temperatura do conjunto de baterias, mas também o isolamento e a dissipação de calor entre as células. O primeiro está mais relacionado à qualidade operacional do sistema de bateria e à eficiência energética, enquanto o segundo concentra-se principalmente no fenômeno de fuga térmica e na propagação da temperatura dentro da bateria, aspectos diretamente ligados à segurança. Quanto às pesquisas sobre tecnologias de gestão térmica para baterias de lítio, diversos métodos de resfriamento e troca de calor já foram amplamente relatados na literatura [5]; porém, há poucos estudos dedicados à análise das características dos materiais isolantes utilizados nesse contexto. Na verdade, os materiais isolantes desempenham um papel extremamente importante na gestão térmica das baterias, e os parâmetros de interesse variam conforme a aplicação. A escolha adequada do material isolante é crucial para elevar o nível de eficiência da gestão térmica [6]. Além disso, o rápido avanço da tecnologia de baterias de nova energia tornou ainda mais urgente o desenvolvimento de novos materiais ou estruturas isolantes, impondo novas exigências:
(1) A fuga térmica em baterias de potência, causada por abuso elétrico, abuso mecânico, curto-circuitos, entre outros, pode liberar grande quantidade de calor em um curto espaço de tempo. Materiais isolantes convencionais e soluções de resfriamento líquido não conseguem resolver completamente esse problema.
(2) Veículos tradicionais aproveitam o calor residual para proporcionar um ambiente confortável ao habitáculo sem consumir energia adicional, enquanto a gestão térmica dos veículos de nova energia exige, essencialmente, o uso da própria energia da bateria para sua manutenção. Portanto, o desenvolvimento de materiais isolantes altamente eficientes, especialmente aqueles com condutividade térmica extremamente baixa, é particularmente necessário.
(3) À medida que aumenta a demanda do mercado por maior densidade energética nas baterias de potência, uma solução consiste em utilizar materiais isolantes de melhor desempenho para permitir o aumento do número de células no conjunto, elevando assim a densidade energética e a autonomia, ou reduzindo o volume do conjunto para ampliar o espaço interno e garantir uma experiência de condução mais confortável.
(4) Para que os veículos de nova energia possam adaptar-se a diferentes ambientes, especialmente no rigoroso inverno setentrional, quando as temperaturas externas frequentemente caem abaixo de -10℃, é difícil manter, em repouso, a faixa de temperatura normal necessária às baterias de potência. Isso pode resultar em diminuição da capacidade e da vida útil da bateria. Por isso, o sistema de bateria deve adotar medidas confiáveis e eficientes de preservação do calor.
(5) Em resposta aos problemas de segurança evidenciados pelos veículos elétricos, ministérios e comissões competentes têm emitido sucessivamente diversas normas nacionais obrigatórias [7-9], reforçando ainda mais os requisitos de segurança e estipulando claramente que o sistema de bateria não deve pegar fogo nem explodir dentro de “5 minutos” após a ocorrência de fuga térmica, oferecendo um período precioso para a evacuação dos ocupantes. Qualquer solução para a fuga térmica depende indispensavelmente de excelentes materiais isolantes térmicos.
1．Materiais comuns de isolamento térmico para a gestão térmica de baterias
Atualmente, os materiais comumente utilizados em baterias de energia — espuma, fibras, mantas de aerogel e painéis isolantes a vácuo especiais (VIP) — apresentam vantagens e desvantagens. Como materiais de isolamento térmico, o coeficiente de condutividade térmica é o principal indicador de desempenho. A Figura 1 ilustra as diferenças no coeficiente de condutividade térmica entre quatro tipos de materiais isolantes mais utilizados; ao se obter o mesmo efeito de isolamento térmico, observa-se também uma diferença na espessura necessária para tal isolamento. Espumas e fibras possuem desempenho relativamente inferior em isolamento térmico e são difíceis de instalar, porém apresentam baixo custo. O feltro compósito de aerogel é produzido combinando um novo tipo de nanopólvora de aerogel com fibras. Esse produto possui baixa condutividade térmica, com espessura equivalente a apenas 1/2 a 1/5 dos materiais tradicionais. Além disso, apresenta excelente resistência à temperatura, ampla faixa de operação (-196 a 1000℃) e desempenho estável. O produto já foi aplicado no sistema de gerenciamento térmico de baterias de nova energia [20]. Contudo, o feltro de aerogel, apesar de seu excelente desempenho, é relativamente caro. À medida que as exigências de desempenho do isolamento térmico nos sistemas de gerenciamento energético aumentam, o aperfeiçoamento dessas características também enfrenta desafios.
Figura 1. Desempenho de isolamento térmico de quatro tipos de materiais isolantes
O produto Painel Isolante a Vácuo (VIP) é mostrado na Figura 2. Trata-se de uma nova geração de material altamente eficiente para isolamento térmico. O material central é do tipo fibra ou pó, enquanto uma película revestida de alta barreira garante a hermeticidade do vácuo. O bom isolamento térmico é alcançado ao isolar eficazmente a condução de calor por meio do vácuo. O produto apresenta um coeficiente de condutividade térmica extremamente baixo. Sua estrutura isolante é compacta, com espessura equivalente a apenas 1/8 a 1/10 dos materiais tradicionais. Não absorve água e resiste à corrosão por ácidos e álcalis. Tem sido amplamente utilizado em eletrodomésticos, indústria química e setores de novas energias. As características de baixa condutividade térmica e baixo coeficiente de difusão de temperatura dos produtos VIP especiais oferecem opções para o projeto compacto de baterias de nova energia e reforçam ainda mais a segurança.
Figura 2. painel de isolamento a vácuo（VIP）
2．Desempenho e características de transferência de calor do VIP metálico e do VIP ultrafino
2.1 Estrutura e desempenho de isolamento térmico do VIP metálico
O VIP metálico utiliza folhas de alumínio ou de aço inoxidável como material da película, e fibras de basalto, óxido de alta sílica, entre outros, como material central. Após o processo de evacuação do ar, o conjunto é selado por soldagem. O produto destaca-se pela resistência a altas e baixas temperaturas, baixa condutividade térmica, desempenho estável, resistência a perfurações e classificação de fogo nível A, sendo não combustível. É mais um material preferido de isolamento térmico de alta eficiência, além das fibras de alta sílica e do feltro de aerogel. Seus principais indicadores estão apresentados na Tabela 1.
| Tabela 1. Principais indicadores de desempenho do VIP metálico | |
| Condutividade térmica central (25℃) | ＜3 mw/（m·k） |
| Peso em gramas (espessura de 1,5 mm) | 1,3-2,0 kg/m2 |
| Iteste integral de taxa de vazamento | ≤10-10Pa.m3/s |
| Faixa de temperatura aplicável | -253-1000℃ |
(a) Equipamento de teste de resposta térmica b) Diagrama esquemático do princípio do teste
Figura 3. Dispositivo de teste de resposta à temperatura
Para avaliar as características não estacionárias do processo de transferência de calor em uma ampla faixa de temperaturas do VIP metálico, foram medidas as respostas térmicas das superfícies fria e quente utilizando o equipamento de teste mostrado na Figura 3. Quando a superfície quente (superfície de aquecimento) é mantida a altas temperaturas de 200℃, 400℃ e 600℃, a temperatura da superfície fria aumenta gradualmente ao longo do tempo, conforme mostrado na Figura 4, atingindo respectivamente 23,4℃, 26,8℃ e 123,1℃. Abaixo de 400℃, a temperatura da superfície fria permanece praticamente igual à temperatura ambiente. Mesmo sob elevada temperatura de 600℃, o VIP metálico continua demonstrando excelente desempenho de isolamento térmico. A temperatura do lado frio chega a apenas 123,1℃, resultando em uma diferença de temperatura entre os lados quente e frio de 476,9℃. O VIP metálico, com espessura de 8 mm, apresenta excelente desempenho de isolamento térmico em ampla faixa de temperaturas.
Figura 4. Curva de resposta à temperatura da superfície fria da amostra
O interior do VIP metálico é preenchido com materiais de núcleo resistentes a altas temperaturas e submetido a vácuo, apresentando excelente desempenho de isolamento térmico na direção perpendicular ao VIP metálico. O material de revestimento externo é feito de folha de aço inoxidável. O processo de transferência de calor dessa estrutura única “dissipação de calor – isolamento térmico – dissipação de calor” do VIP metálico exibe características bidimensionais de transferência de calor, conforme mostrado na Figura (5). A partir dos resultados da imagem térmica (Figura 6), observa-se que a temperatura superficial do VIP metálico se espalha rapidamente e diminui em todas as direções, tendo como centro a zona de aquecimento. Ele possui um bom efeito de dissipação de calor na direção paralela à superfície da placa. Se o material de revestimento for escolhido como um material de alta condutividade térmica, como a folha de alumínio, e conectado ao sistema de dissipação de calor do gerenciamento térmico, graças ao excelente isolamento térmico na direção perpendicular à superfície da placa, a transferência de calor entre as células da bateria é significativamente reduzida. Isso retarda consideravelmente a difusão da temperatura, permitindo uma eficaz transferência do calor acumulado pela direção paralela à superfície da placa e sua remoção pelo sistema de dissipação de calor, ou ainda reduzindo efetivamente sua carga térmica, alcançando assim um bom gerenciamento térmico da bateria.
Figura 5. Transferência de calor bidimensional Figura 6. Imagem térmica da amostra Diagrama esquemático do VIP metálico
2.2 Desempenho excepcional de isolamento térmico e alto custo-benefício
O teste comparativo da resposta da temperatura do lado frio de um VIP metálico de 8 mm de espessura e de um feltro de aerogel de 9 mm de espessura, com o mesmo comprimento e largura, sob condições de 400℃ e 600℃ no lado quente, está apresentado na Figura (7). Em comparação com o feltro de aerogel, a temperatura do lado frio do VIP metálico é significativamente mais baixa, com diferenças de 148,4℃ e 204,8℃, respectivamente. Durante o processo de aquecimento rápido (não em estado estacionário), em que a superfície quente é continuamente aquecida desde a temperatura ambiente até 200℃ e 400℃, a temperatura da superfície fria do VIP metálico também apresenta diferenças marcantes em relação ao feltro de aerogel. As respostas térmicas dos lados frio e quente estão ilustradas na Figura (8). Portanto, devido à menor condutividade térmica ou coeficiente de difusão térmica do VIP metálico, a velocidade de propagação ou difusão da temperatura é significativamente reduzida, proporcionando um tempo maior de escape seguro em caso de fuga térmica da bateria ou reduzindo consideravelmente a carga térmica do sistema de resfriamento do gerenciamento térmico. Para baterias de lítio ternário, a temperatura máxima de fuga térmica das células pode atingir 700–800℃. Atualmente, na indústria, geralmente utilizam-se almofadas de aerogel de 2,5 mm para isolamento contra fuga térmica (exigindo que a temperatura das células adjacentes seja mantida abaixo de 200℃). O uso do VIP metálico permite reduzir efetivamente a espessura do aerogel, liberando mais espaço e peso para o sistema da bateria. A Tabela 2 compara e calcula os principais parâmetros de dois métodos de isolamento — feltro de aerogel e VIP metálico — para pacotes de baterias de determinadas dimensões. Excetuando-se o aumento do peso total, a resistência térmica do VIP metálico é cinco vezes superior à do feltro de aerogel, enquanto sua espessura é significativamente reduzida, demonstrando uma elevada relação custo-benefício.
Figura 7. Curvas de resposta térmica do lado frio do VIP metálico e do feltro de aerogel
Figura 8. Curvas de resposta térmica das superfícies fria/quente do VIP metálico e do feltro de aerogel
Tabela 2. A relação custo-benefício de dois métodos de isolamento para baterias de lítio ternário
| TLB
|
Tamanho（mm） | Espessura（mm） | Quantidade
(pcs） |
Preço
（RMB/m2） |
Peso bruto.
（kg/m2） |
Rth（m2.k/w) |
| feltro de aerogel | 205*98 | 2.5 | 216.0 | 169 | 1.7 | 0.1 |
| Metal VIP | 205*98 | 1.5 | 216.0 | 160 | 1.4 | 0.5 |
2.3 VIP ultrafino para isolamento de pacotes de baterias
Um grande número de experimentos comprovou que a temperatura de operação dos pacotes de baterias está significativamente correlacionada com a taxa de retenção da capacidade de descarga. Conforme mostrado na Figura (9), trata-se do gráfico de tendência da taxa de retenção da capacidade de descarga em função da temperatura para as principais baterias de fosfato de ferro-lítio disponíveis no mercado. À medida que a temperatura diminui, a capacidade de descarga também reduz-se. Abaixo de -5℃, a capacidade de descarga cai abruptamente e, a -20℃, chega a ser reduzida em quase 25%. Esse fato é também uma das razões importantes pelas quais a autonomia dos veículos de nova energia diminui consideravelmente em ambientes invernais de baixas temperaturas. Ao mesmo tempo, resolve o problema dos usuários do Norte que reclamam do longo tempo de carregamento rápido durante o inverno. Portanto, o isolamento térmico geral do pacote de baterias é crucial para prolongar a vida útil da bateria, melhorar a eficiência do carregamento e a experiência do usuário.
Figura 9. Relação entre a taxa de retenção da descarga do pacote de baterias e a temperatura
Isolamento a vácuo ultrafino VIP, com espessura de apenas 1–5 mm. O produto apresenta excelentes propriedades de isolamento térmico e amortecimento, tendo passado por uma série de testes e verificações exigidos pela indústria de novas energias. Em particular, foi realizado o teste de confiabilidade ambiental “Duplo 85”, conforme a norma GB/T 2423.50. Sob condições de temperatura ambiente de 85±2℃ e umidade relativa de 85±5%RH, o produto foi submetido a um teste de envelhecimento de 1000 horas, mantendo sua condutividade térmica inferior a 8 mW/(m·K), demonstrando assim sua capacidade duradoura de resistência à penetração de umidade e estabilidade de desempenho térmico. Os principais indicadores de desempenho estão apresentados na Tabela 3. Produtos em lote já foram aplicados em áreas como isolamento térmico e proteção de pacotes de baterias de lítio de potência.
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Tabela 3. Principais indicadores de desempenho do VIP ultrafino |
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| Condutividade térmica inicial | 3,5 mw/（m·k） |
| Teste de confiabilidade “Duplo 85” Condutividade térmica após 1000 horas | ≤ 8 mw/（m·k） |
| Spray de sal de ácido acético em cobre
A variação da condutividade térmica após 240 horas |
＜ 2 mw/（m·k） |
| tensão de resistência | 3800 VDC, ponto de fuga ＜1mA |
| Iisolamento | 5000 MΩ, 1000VDC |
Uma determinada marca de pacote de baterias utiliza, respectivamente, a mesma espessura de 3 mm de espuma isolante térmica e o VIP ultrafino (Yinlin ultrathin™) para tratamento de isolamento. Com temperatura inicial de 25℃, o pacote é colocado em um ambiente de baixa temperatura de -20℃. Sob convecção natural, a temperatura do pacote com espuma atinge 0℃ em cerca de 3,5 horas. Já o pacote que utiliza o VIP Yinlin ultrathin™ leva aproximadamente 10 horas para alcançar 0℃. A curva de resfriamento está representada na Figura 10, e o tempo de conservação do calor difere em mais de três vezes, aumentando significativamente a adaptabilidade do pacote de baterias a ambientes de baixa temperatura e sua vida útil.
Figura 10. Curva de resfriamento do conjunto de baterias
- 3.Quanto à condutividade térmica e à difusividade térmica dos materiais
O isolamento dos pacotes de baterias e a gestão térmica entre células em baterias de nova energia envolvem dois processos de transferência de calor completamente diferentes: regime estacionário e regime não estacionário. Portanto, os parâmetros físicos de interesse são significativamente distintos. Como mencionado anteriormente, o primeiro está relacionado à conservação de energia, enquanto o segundo diz respeito à segurança. No controle de temperatura dos pacotes de baterias, o material isolante e o próprio pacote operam predominantemente em um processo de transferência de calor em regime estacionário ou quase estacionário. O processo de transferência de calor é geralmente descrito pela equação de Fourier, e o parâmetro característico envolvido é o valor da Condutividade Térmica k (Condutividade Térmica), isto é, a capacidade de transferência de calor sob uma determinada distribuição de temperatura. Já o controle de temperatura entre as células de baterias de nova energia, especialmente durante o processo de fuga térmica, pertence à transferência de calor em regime não estacionário, concentrando-se nas variações dinâmicas de temperatura. Esse fenômeno costuma ser caracterizado pelo valor da Difusividade Térmica a ou pelo coeficiente de condutividade térmica. Seu significado físico refere-se à capacidade de cada parte de um objeto tender a atingir uma temperatura uniforme durante processos de aquecimento ou resfriamento (rápidos). A inércia térmica do objeto fica evidente nesse caso: quanto menor o coeficiente de difusividade térmica, maior a inércia térmica, e mais lentamente o objeto alcança o estado de equilíbrio térmico. Especificamente, a difusividade térmica (a = k/ρ×Cp) reflete a relação abrangente entre a capacidade de condução de calor (k) do material durante o processo de condução térmica e a capacidade de armazenamento de calor (ρ×Cp) das substâncias ao longo do caminho. A difusividade térmica varia amplamente entre diferentes materiais; por exemplo, a madeira apresenta uma difusividade térmica de 1,5×10⁻⁷ m²/s, enquanto o alumínio possui 9,5×10⁻⁵ m²/s. Em geral, quanto menor a condutividade térmica, maior a densidade e menor a difusividade térmica, resultando em maior inércia térmica do material. Tabela 4: faixa de difusividade térmica de diversos materiais. É evidente que o VIP metálico possui grande inércia térmica e é particularmente adequado para sistemas de gerenciamento térmico entre células de bateria.
| Tabela 4. Condutividade térmica e difusividade térmica de vários materiais à temperatura ambiente | ||
| Material | condutividade térmica coeficiente de condutividade térmica
（w/m·k） |
difusividade térmica
（10-6 m2/s） |
| Metal | 4-420 | 3-165 |
| Gás | 0.01-0.20 | 15-165 |
| Não metálicos (com algumas exceções) | 0.17-70 | 0.1-1.6 |
| Líquido (não metálico)) | 0.05-0.68 | 0.08-0.16 |
| Material comum de isolamento térmico | 0.04-0.12 | 0.16-1.6 |
| Aaerogel feltro | 0.016-0.025 | 0.05-0.08 |
| Metal VIP | 0.003-0.010 | ＜0,01 |
Além disso, atualmente, os testes de desempenho térmico dos VIPs ultrafinos destinados à gestão térmica de baterias ainda se concentram principalmente na medição do valor central da condutividade térmica k. A maioria dos instrumentos utilizados baseia-se em normas nacionais como GB/T 10295, GB/T 10294 e GB/T 39704, ou em padrões internacionais como ISO 8301 ou ASTM C518. Ou seja, calcular o valor de k por meio da equação de Fourier relativa à transferência de calor em regime estacionário também constitui o método padrão recomendado para arbitragem. Contudo, a maioria desses aparelhos é adequada apenas para medir produtos com espessura superior a 10 mm, sendo inadequada para avaliar o desempenho térmico de materiais isolantes extremamente finos, com espessura inferior a 5 mm. Além disso, os VIPs ultrafinos normalmente possuem apenas 1 a 3 mm de espessura. Mesmo sob a mesma pressão de pré-carga, o erro relativo na medição da espessura supera amplamente 10%. Ademais, embora a diferença de temperatura entre os dois lados seja relativamente pequena, o erro na medição da temperatura também é bastante elevado, levando a grandes desvios nos dados obtidos por diferentes instrumentos — alguns chegam a ultrapassar 100% — tornando-os incomparáveis. Portanto, para avaliar o desempenho isolante de estruturas de VIPs ultrafinos, é mais científico e razoável utilizar a curva de resposta de temperatura do lado quente ou o aumento de temperatura entre os lados frio e quente, sob condições de fluxo de calor definido e intervalos de tempo determinados.
4.Perspectiva
A tecnologia e os produtos de isolamento a vácuo foram amplamente difundidos em eletrodomésticos e outros campos, tornando-se o único material essencial para a conservação de energia, a redução do consumo e a máxima utilização do espaço em aparelhos de refrigeração, como refrigeradores e freezers. Já o isolamento a vácuo para a gestão térmica de baterias ainda se encontra em fase inicial. Requer uma verificação aprofundada do produto e um projeto adaptável baseado nas características dos sistemas de gerenciamento térmico das baterias. No entanto, a possibilidade de projetar formas e tamanhos específicos de placas de isolamento a vácuo (VIP) ou estruturas de isolamento a vácuo (VIS), as características flexíveis de combinação entre materiais de membrana, materiais de núcleo e métodos de vedação a vácuo, bem como o desempenho de isolamento incomparável, tornam viável integrar o design de dissipação de calor, isolamento, prevenção de incêndios ou compartimentos contra fogo nos sistemas de baterias. Os novos produtos de placas de isolamento a vácuo apresentam grande potencial de aplicação na gestão térmica de baterias automotivas e de sistemas de armazenamento de energia.
5.RReferências
[1] Zhang Liyu, et al. Estudo Experimental Básico sobre a Correlação entre o Desempenho da Bateria de Lítio e a Temperatura [J]. Revista da Universidade Jiaotong de Xi’an, 2018, 52(5):133-141.
[2] Sato N. Análise do Comportamento Térmico de Baterias de Íon-Lítio para Veículos Elétricos e Híbridos [J]. Journal of Power Sources, 2001, 99(1-2): 70-77.
[3] WILKE S, SCHWEITZER B, KHATEEB S, et al. Prevenindo a Propagação do Runaway Térmico em Pacotes de Baterias de Íon-Lítio Utilizando um Material Compósito de Mudança de Fase: Um Estudo Experimental [J]. Journal of Power Sources, 2017, 340: 51 − 59.
[4] Pesaran A A. Modelos Térmicos de Baterias para Simulações de Veículos Híbridos [J]. Journal of Power Sources, 2002, 110(2): 377-382.
[5] Rui Xinyu, et al. Revisão sobre o Problema de Propagação do Runaway Térmico em Baterias de Íon-Lítio [J]. Indústria de Baterias, 2020, 24(3):193-205.
[6] Jiangxi Zhongmao New Energy Materials Technology Co., LTD. A high-temperature resistant heat insulation sheet: CN222039868U.2024.11.22.
[7] “GB 38031-2020 Requisitos de Segurança para Baterias de Tração de Veículos Elétricos”.
[8] “GB18384-2020 Requisitos de Segurança para Veículos Elétricos”.
[9] “GB38032-2020 Requisitos de Segurança para Ônibus Elétricos”.
