Análise numérica de btms de veículos elétricos empregando superfícies mínimas triplamente periódicas

• Autor(a) principal: Selmo, Felipe Pereira Neto
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/258027
• topic: Simulação numérica; Baterias de lítio; Resfriamento; Triply periodic minimal surfaces; BTMS; OpenFOAM

Os crescimentos do mercado e da utilização de carros elétricos e híbridos – vinculados aos incentivos para redução de gases de efeito estufa e à geração de energia elétrica a partir de fontes renováveis – inserem a também crescente necessidade de melhoria em autonomia e segurança do sistema de armazenamento de energia desses veículos. Nesse contexto, Sistemas de Gerenciamento Térmico de Baterias (em inglês Battery Thermal Management System ou BTMS) assumem um papel fundamental, isto é, buscam garantir uma condição térmica adequada nas células de bateria. Aliado a isso, o crescimento de técnicas de manufatura aditiva amplia a possibilidade de investigação de diferentes topologias que buscam melhorar a transferência de calor nesses sistemas. Assim, este trabalho tem por objetivo estudar numericamente, empregando o software OpenFOAM®, o efeito no processo em regime permanente de resfriamento líquido indireto de células cilíndricas de íon de Lítio devido à utilização de um BTMS composto por dutos baseados em Superfícies Mínimas Triplamente Periódicas (SMTP). O sistema baseado em SMTP, comparado a um de referência (o qual apresenta dutos compostos por paralelepípedos), reduz a temperatura máxima do conjunto de células em mais de 2 K e melhora levemente a uniformidade de suas temperaturas – porém aumenta a perda de carga nos dutos de resfriamento, o que implica em uma baixa performance térmica (em média 0,86). Esse cenário indica que a aplicação do sistema SMTP estudado prioriza uma operação térmica mais adequada do conjunto de células em detrimento de um gasto energético maior associado ao funcionamento do BTMS.