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Nov 28, 2023

IDTechEx: motores com refrigeração a óleo se tornaram a forma dominante no mercado de carros elétricos no 1S 2022

No primeiro semestre de 2022, os motores com refrigeração a óleo passaram a ser a forma dominante em

No primeiro semestre de 2022, os motores com refrigeração a óleo se tornaram a forma dominante no mercado de carros elétricos, detendo 50% do mercado, segundo relatório da IDTechEx. A desvantagem do resfriamento do óleo é a adição de componentes extras e, normalmente, o circuito de água-glicol ainda existe para remover o calor do óleo e interagir com o restante do sistema térmico do veículo.

Apesar disso, os benefícios de desempenho superam a complexidade, afirma a IDTechEx. A IDTechEx está prevendo que o petróleo ganhará uma participação de mercado ainda maior, com motores puramente refrigerados a camisa de água permanecendo de forma significativa.

O resfriamento a óleo tornou-se a forma dominante de resfriamento de motores para carros elétricos em 2022. Fonte: IDTechEx - "Gerenciamento térmico para veículos elétricos 2023-2033"

A tecnologia de gerenciamento térmico para EVs é fundamental para manter os vários componentes operando na temperatura ideal. O resfriamento ativo com refrigerantes do tipo água-glicol é a estratégia de gerenciamento térmico dominante para a bateria. Mas enquanto a temperatura operacional ideal para a bateria é semelhante à de um ser humano (~15-30°C), as temperaturas operacionais ideais para motores e eletrônicos de potência são mais altas, com operação geralmente acima de 60 °C.

Isso geralmente significa que os motores e o inversor estão em um circuito de resfriamento separado para a bateria, embora eles possam interagir para transferir calor entre eles para otimizar a eficiência do veículo. A forma como o calor é tratado dentro do motor varia entre os fabricantes, com as opções geralmente sendo segmentadas em motores refrigerados a água-glicol e/ou óleo.

Uma camisa de água é um método comumente usado em que o refrigerante de água-glicol flui em uma camisa ao redor do lado de fora do estator. Isso ajuda a resfriar os enrolamentos de cobre no estator que geram os campos elétricos usados ​​para acionar o rotor. Alguns adotaram geometrias alternativas de resfriamento a água; por exemplo, a Audi usa um canal refrigerado a água através do centro do rotor, bem como a camisa de água, permitindo um controle térmico mais eficaz do rotor.

A principal limitação do glicol de água é sua condutividade elétrica; isso limita seu uso de forma que não possa ser usado em contato direto com componentes elétricos. É aqui que entra o resfriamento do óleo.

O óleo pode ser usado dentro do motor elétrico para resfriar diretamente os enrolamentos do rotor ou do estator. Isso pode ser feito em algumas geometrias e a camisa d'água pode permanecer, mas o benefício geral é que o contato direto significa que o calor pode ser removido dos componentes internos do motor com mais eficiência, e o óleo também fornece lubrificação. Se a camisa de água for eliminada, isso também pode levar a um motor menor e, portanto, mais denso em potência.

Inversores. Embora o resfriamento a óleo seja agora a estratégia térmica dominante para motores elétricos, os inversores Si IGBTs ou SiC MOSFETs são quase sempre resfriados por placas frias de água-glicol em um ou ambos os lados dos módulos inversores. No entanto, tem havido algum interesse em resfriar diretamente o inversor com óleo.

Como o inversor é normalmente empacotado ao lado do motor em uma unidade de acionamento, pode-se imaginar que a remoção da necessidade de um circuito de água-glicol dentro da unidade de acionamento simplificaria o sistema de acionamento e ainda forneceria os benefícios do resfriamento direto do óleo dentro do motor e do inversor , observa IDTechEx.

Um consórcio foi formado para investigar essa estratégia. O projeto é denominado SingleOilCnL e visa desenvolver sistemas de acionamento de maior densidade, eliminando o sistema água-glicol e resfriando o motor e o inversor diretamente com o óleo lubrificante. Este projeto inclui Dana, Diabatix, Lubrizol, Siemens e Flanders Make. O projeto começou em setembro de 2020 e está programado para ser executado até agosto de 2023.

A IDTechEx acredita que esta é uma abordagem promissora, especialmente porque o mercado de EV continua a se desenvolver em direção a um sistema de transmissão integrado de forma mais eficiente. Embora essa abordagem não tenha sido adotada e a IDTechEx não espere que ela se torne a estratégia dominante em um futuro próximo, há uma promessa para essa abordagem.