Publicação: Análise comparativa dos dispositivos de controle térmico aplicados em veículos elétricos
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Resumo
O crescente aumento de veículos movidos por meios de propulsão alternativos à combustão, na busca
da redução global de emissões, traz consigo novos empecilhos não só para a indústria automotiva
como para todo o setor energético. Um ponto relevante para a viabilidade completa de veículos elétricos
é a adaptação dos sistemas de controle de temperatura, tanto da cabine quanto dos elementos de
propulsão, pois são responsáveis por grande consumo energético, limitando ainda mais a restrição
imposta pelas baterias. Além disso, no desenvolvimento global de veículos, os sistemas desenvolvidos
muitas vezes perdem eficiência quando utilizados em climas mais quentes como o tropical brasileiro,
isso é amplificado pela maior quantidade de pesquisas sobre a eficiência destes sistemas em baixas
temperaturas, com trabalhos focados na Europa e China. Neste panorama, foi realizada uma revisão
de bibliografia a fim de analisar o estado da arte sobre sistemas de ar condicionado, aquecimento e
controle térmico de bateria, avaliando sua aplicabilidade nos diferentes tipos de veículos elétricos e
comparando com os sistemas comerciais presentes nos veículos a combustão. Posteriormente foi
realizada uma análise matemática destes sistemas, com base em formulações matemáticas e
empíricas já presentes na literatura, assim como utilização do software EES para uma comparação
quantitativa, nos sistemas mais complexos, apenas a análise qualitativa foi realizada. Nos resultados
obtidos é possível observar que ainda há muito espaço para o desenvolvimento de tecnologias mais
eficientes em relação ao que é utilizado atualmente, podendo melhorar desempenho, conforto e vida
útil para veículos elétricos, além disso, alguns estudos complementares foram propostos para
investigação futura.
Abstract
The rising in vehicle propelled by non-combustible sources, in the search for reduced global
emissions, brings hardships not only to the automotive industry and power sectors. Another relevant
issue on the complete viability of electric vehicles is the adaptation of thermal control systems, both for
the cabin as well as powertrain elements, since those are high energy consuming, limiting even more
the restriction imposed by the battery resources. Additionaly, with global vehicle development policies,
the designed systems often lose efficiency when operating in hotter climates, such as Brazilian tropical
climate, this is amplified by the amount of papers on the efficiency of these systems when in lower
temperatures, with many studies focusing on Europe or China. In this scenario, a review was done to
analyze the state on air conditioning, heating and battery temperature control, evaluating applicability in
the different types of electric vehicles and comparing it to the standard system currently present in
internal combustion vehicles. A mathematical analysis of those systems was done, with basis on
mathematical and empirical formulations present in the literature, as well as using software EES for a
quantitative comparison, for the more complex systems only a qualitative analysis was made. With the
obtained results, it is possible to observe that there still is much to develop and improve current solutions,
allowing for better comfort, efficiency and lifetime to electric vehicle, furthermore, additional studies were
proposed for better understanding.
Palavras-chave
Ar condicionado, Refrigeração, Aquecimento, Veículo elétrico
Citação
CASTRO, Gabriel Gomes de. Análise comparativa dos dispositivos de controle térmico aplicados em veículos elétricos. 2021. 39 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, 2021.