Carregamentos de veículos eléctricos em apenas dez minutos? Isto pode, em breve, tornar-se uma realidade. Poderá ser possível através do arrefecimento por imersão, onde os componentes técnicos são totalmente submersos por termofluídos.
TEXTO ANDRÉ CASTRO PINHEIRO, DIRECTOR DIVISÃO AUTOMÓVEL DA FUCHS LUBRIFICANTES
Os lubrificantes não garantem apenas o bom funcionamento entre componentes, podem também assegurar o arrefecimento dos mesmos. A Fuchs Lubrificantes está a usar esta característica para alargar a aplicação dos seus produtos a novas áreas de negócio, nomeadamente para a mobilidade eléctrica. O objectivo é que estes fluidos inovadores sirvam para controlar a temperatura dos sistemas de veículos eléctricos, através de um novo processo, no qual os módulos são submersos em fluidos que os arrefecem.
Óleos espessos, restos de massas lubrificantes e um odor pungente de químicos no ar – esta é a concepção das pessoas sobre um produtor de lubrificantes. No entanto, esta descrição já não corresponde à verdade, pelo menos na Fuchs Lubrificantes. De facto, há vários anos que a empresa tem respondido às últimas tendências de sustentabilidade e digitalização, através do desenvolvimento de produtos inovadores. O departamento de I&D da Fuchs tem desenvolvido, em laboratórios modernos, lubrificantes e fluidos que definem tendências em todos os sectores. E um dos principais focos tem sido a mobilidade eléctrica. Os motores, os componentes electrónicos e as baterias de alta tensão nos carros eléctricos atingem temperaturas muito elevadas. Se o sistema de gestão de calor/arrefecimento não estiver devidamente dimensionado, os veículos eléctricos podem até pegar fogo. Como tal, a refrigeração eficiente é de extrema importância.
A equipa de desenvolvimento de e-mobility da Fuchs lançou uma ofensiva para desenvolver soluções que controlem, de forma eficiente, os fluxos de elevadas temperaturas que ocorrem em carros eléctricos. Para isso, está a lançar uma ponte entre o antigo e o novo mundo automóvel. Com efeito, os lubrificantes utilizados em veículos convencionais têm sido sempre responsáveis pela refrigeração, para além da sua principal tarefa de lubrificação. A experiência adquirida nesta área pode ser usada para a mobilidade eléctrica.
Baterias potentes mas extremamente sensíveis Os dispendiosos módulos de baterias dos veículos eléctricos são feitos de muitas células pequenas, que são particularmente sensíveis. Idealmente, devem ser mantidas em temperaturas de funcionamento entre os 20º e os 40º C, de forma a garantir um período de vida mais longo. No entanto, carregamentos rápidos geram muito calor, apresentando um desafio para os processos convencionais de arrefecimento.
Como tal, a manutenção da temperatura dentro destes limites é uma tarefa complexa para os sistemas de gestão térmica – especialmente quando um carro eléctrico está conectado num posto de carregamento rápido. Até 350 quilowatts podem passar pelo cabo de carregamento, e estamos ainda a começar, pois potências de carregamento de 1.000 quilowatts estão já a ser planeadas para camiões eléctricos. Esta potência de corrente extremamente elevada permitirá reduzir os tempos de carregamento – que em breve poderão ser de apenas dez minutos. Mas estes carregamentos rápidos geram enormes quantidades de calor, fazendo com que os processos de arrefecimento convencionais atinjam rapidamente os seus limites. O arrefecimento eficaz é, por isso, extremamente importante para garantir carregamentos rápidos e autonomias alargadas.
A Fuchs tem investido em novos processos de arrefecimento por imersão para veículos eléctricos. Esta tecnologia já não usa tubagens para arrefecimento. Em vez disso, os módulos electrónicos são totalmente submersos num fluido especial, referenciado como termofluido. A temperatura e arrefecimento ficam uniformemente distribuídos, tornando o processo mais eficaz e eficiente. No entanto, os termofluidos usados estão sujeitos a requisitos rigorosos, como por exemplo não devendo atacar os materiais e devendo ser antifogo. Esta tecnologia de arrefecimento por imersão está já a ser usada em alguns supercarros, mas através da utilização de líquidos refrigerantes fluorados, que são críticos para o ambiente em termos de manuseamento durante a produção, eliminação e derrames. Se estes escapam para a atmosfera, podem ter um impacto negativo significativo nos leitos de água, através da precipitação.
A Fuchs Lubrificantes tem, por isso, trabalhado em alternativas, utilizando óleos base tradicionais que são feitos de cadeias de hidrocarbonetos e podem ser eliminados de forma sustentável para o ambiente. O departamento de I&D investiga as propriedades que estes termofluidos devem cumprir, realizando um trabalho de elevada complexidade. Por exemplo, as cadeias de hidrocarbonetos curtas têm baixa viscosidade e podem ser bombeadas através de sistemas de arrefecimento de forma mais eficiente, mas, no entanto, são mais inflamáveis.
Como tal, os investigadores precisam de encontrar o melhor compromisso entre diversas propriedades. Para isso, devem testar novos produtos em condições reais e investigar como reagem os conjuntos de baterias no caso de incêndio, quando têm diversos fluidos a circular à sua volta.
Para além do funcionamento perfeito, a segurança do produto é a prioridade da equipa da Fuchs, tendo também em atenção o custo controlado do produto final. Refira-se que o trabalho de desenvolvimento dos tremofluidos não se encontra limitado à mobilidade eléctrica. De facto, o arrefecimento por imersão pode ser igualmente utilizado noutras áreas. Uma das suas aplicações são os Data Centers – que estão a crescer globalmente a um ritmo forte. De volta à estrada e à mobilidade eléctrica, é de destacar que graças à investigação da Fuchs e aos novos processos de arrefecimento com termofluidos, um melhor funcionamento das baterias dos veículos eléctricos e menores tempos de carregamento poderão ser alcançados!
Artigo publicado na Revista Pós-Venda n.º 76 de janeiro de 2022. Consulte aqui a edição.
