RESUMO DA PALESTRA:

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Simulação multifísica (SM) é um procedimento computacional capaz de resolver duas ou mais físicas em um mesmo processo de simulação. Neste trabalho as simulações multifísicas, termo-elétrica, foram realizadas com um modelo de pack de baterias de íons de lítio de 25 kWh para utilização em veículos elétricos (VE), destinados a mobilidade urbana, no Brasil, no âmbito do projeto Rota 2030, com uma parceria UTFPR, Renault do Brasil e Senai. O gerenciamento térmico das baterias é um dos fatores críticos de desenvolvimento de um pack de baterias, uma vez que se este operar em condições térmicas fora do recomendado, as baterias podem iniciar o fenômeno de avalanche térmica. A realização de SM, com foco no comportamento térmico das baterias, se mostra essencial para entender o comportamento térmico das células de baterias do pack durante o uso, além de possibilitar o estudo de formas de realizar o gerenciamento térmico destas. A presente pesquisa realizou simulações termo-elétricas de um pack de baterias de íons de lítio do tipo NMC523, com capacidade nominal de 105 Ah e tensão nominal de 3,71V. A ferramenta utilizada foi o Fluent, da plataforma de software da ANSYS. Com o auxílio da tool box Battery Model, definiu-se o método de solução Multi-Scale Multi-Domain (MSMD), o modelo eletroquímico NTGK (Newman, Tiedemann, Gu e Kim). As simulações foram realizadas a nível de célula, módulo com nove células e pack com 72 células de baterias ligadas em série. Os modelos foram simulados sem um sistema de gerenciamento térmico e com um modelo considerando um case de phase change material (PCM), para o gerenciamento térmico do pack, com o teste de seis tipos de PCM. O perfil térmico das baterias foi analisado para a condição de descarga, variando-se as taxas de descarga de 0,5 C a 2 C. Como resultados obteve-se as curvas de aquecimento dos modelos para cada uma das condições de descarga simuladas. Com essas curvas e com as imagens de distribuição térmica na superfície dos modelos, foi possível verificar o perfil térmico das baterias e a influência do uso do case de PCM, na temperatura final das células de baterias para cada um dos modelos. Os principais resultados encontrados com essa pesquisa foram, que o uso do case de PCM, no gerenciamento térmico das baterias, para o modelo de módulo e pack modelados, não é eficiente em condições de descarga sob pouco esforço, apresentando maior eficiência para a descarga de 2 C, em que o esforço de descarga da bateria é maior.