BYD estuda bateria 'afogada' em líquido que não causa curto-circuito

Mergulhar uma bateria de alta tensão em líquido parece uma receita para provocar um curto-circuito. Uma patente da BYD propõe justamente isso, mas substituindo água ou os fluidos refrigerantes convencionais por um líquido que não conduz eletricidade.

O sistema mantém os módulos da bateria diretamente imersos em um fluido dielétrico, capaz de retirar o calor sem interferir no funcionamento dos componentes elétricos. A solução elimina parte das barreiras existentes nos sistemas de refrigeração líquida usados atualmente.

Neles, o líquido normalmente circula por placas ou canais instalados próximos às células. O calor precisa passar da célula para esses componentes antes de chegar ao refrigerante. Na proposta da BYD, o fluido fica em contato direto com os módulos.

A patente foi registrada para sistemas estacionários de armazenamento de energia, e não especificamente para automóveis. Ainda assim, o princípio chama atenção em um momento em que fabricantes de elétricos procuram reduzir cada vez mais o tempo de recarga das baterias.

Bateria ganha uma espécie de “banheira”

Um dos problemas de mergulhar os módulos em líquido é manter componentes e conexões que não devem ter contato com o fluido completamente secos.

A solução descrita pela BYD divide o invólucro da bateria em dois compartimentos. Os módulos ficam na parte preenchida pelo líquido dielétrico, enquanto conexões e outros componentes permanecem em uma área seca.

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As passagens entre os dois compartimentos ficam na região superior do conjunto. A posição não é casual: a pressão exercida por um líquido aumenta conforme a profundidade.

Ao evitar conexões e pontos de vedação na parte inferior do compartimento, onde a pressão é maior, o projeto reduz o risco de vazamentos ao longo do tempo.

O fluido previsto pela BYD pode ter formulação à base de hidrocarbonetos ou ésteres. Além de não conduzir eletricidade, ele precisa suportar as temperaturas de funcionamento da bateria e apresentar características adequadas de segurança contra incêndios, umidade e eventuais vazamentos.

Contato direto ajuda a retirar calor

Controlar a temperatura é especialmente importante durante recargas de alta potência. Quanto maior a corrente recebida pela bateria, maior pode ser a geração de calor dentro das células.

O excesso de temperatura limita a potência que o sistema pode aceitar. O gerenciamento eletrônico reduz a velocidade de recarga quando necessário para manter a bateria dentro de uma faixa segura.

A refrigeração por imersão permite utilizar uma área maior dos módulos para transferir esse calor ao líquido. Também pode ajudar a reduzir diferenças de temperatura entre células localizadas em diferentes pontos do conjunto.

Esse princípio já é utilizado em outras aplicações. Servidores e computadores de alto desempenho podem funcionar com componentes eletrônicos mergulhados em fluidos dielétricos justamente para retirar grandes quantidades de calor sem provocar curto-circuitos.

Pode chegar aos carros?

Por enquanto, a patente da BYD não indica que a empresa tenha decidido utilizar esse sistema em seus automóveis.

Baterias estacionárias oferecem condições bem diferentes das encontradas em um veículo. Peso e espaço são menos críticos, enquanto um carro teria de carregar permanentemente também o fluido necessário para a imersão.

O conjunto precisaria ainda suportar vibrações, variações de temperatura e impactos durante toda a vida útil do veículo. Em uma colisão, manter o líquido dentro do compartimento seria outro requisito importante.

Por outro lado, retirar calor das células está se tornando uma questão cada vez mais relevante para os elétricos. A própria BYD vem desenvolvendo arquiteturas capazes de trabalhar com potências de recarga muito elevadas, o que aumenta as exigências sobre o sistema térmico.

Se a refrigeração por imersão chegar aos automóveis, ela poderá permitir que uma bateria permaneça por mais tempo recebendo altas potências sem precisar reduzir a velocidade de carregamento por excesso de temperatura.

A patente não significa que isso acontecerá. Ela mostra, porém, uma solução que a BYD está estudando para um problema que também existe nos carros elétricos: retirar rapidamente o calor de baterias submetidas a cargas cada vez maiores.