O futuro da indústria automobilística está sendo de aceleração rumo à transição para Veículos Elétricos. Com o aumento das taxas de adoção, também aumentam as demandas por componentes cruciais que alimentam os Veículos Elétricos, tornando-os eficientes e acessíveis para quem deseja migrar para opções de transporte alternativas.
Os Módulos de Acionamento Elétrico são um dos muitos componentes do powertrain de um Veículo Elétrico. Esse mecanismo único é fundamental para as operações do veículo e requer tecnologia de ventilação para manter a funcionalidade, a eficácia e o desempenho.
O que é um Módulo de Acionamento Elétrico (EDM)?
O EDM é uma combinação de motor elétrico de veículo elétrico (VE), caixa de câmbio e componentes eletrônicos de alimentação. Esse componente também pode ser chamado de Unidade de Acionamento Elétrico (EDU), 3 em 1 ou E-Axle, e é frequentemente considerado “exclusivo” para outros componentes de VE, pois é um gabinete vedado que também contém óleo.
Por que a ventilação é necessária para módulos de acionamento elétrico
A ventilação tem duas funções principais que ajudam a garantir que um EDM possa funcionar conforme necessário:
- Equalização de pressão: O EDM está sujeito a mudanças de pressão devido a flutuações de temperatura. A equalização de pressão é uma função importante da ventilação, pois permite o fluxo de ar para dentro e para fora do gabinete, protegendo as vedações e juntas necessárias no processo.
- Controle de contaminação: A ventilação bem-sucedida do EDM fornecerá ao gabinete proteção contra entrada de contaminantes como água, poeira e particulados.
A operação em conjunto dessas funções principais é crucial para o desempenho bem-sucedido de uma ventilação. Por exemplo, a equalização da pressão poderia ser alcançada simplesmente criando um
furo em um componente, porém isso não forneceria proteção contra contaminação. A ventilação é a solução, pois permite a equalização da pressão com a proteção necessária.
Os elementos e engenharia: Garantir que os materiais de ventilação sejam compatíveis com EDM
A Donaldson trabalha com fabricantes de veículos elétricos há muitos anos e, ao longo desse tempo, nos tornamos especialistas nas complexidades e na evolução dos componentes onde a ventilação é aplicada.
Para EDMs, testemunhamos uma mudança no uso de fluidos de transmissão tradicionais para fluidos eletrônicos especializados. Esses fluidos são formulados por fabricantes de equipamentos para garantir que os fluidos (ou óleos) usados em EDMs atendam aos níveis de viscosidade de óleo exigidos e sejam adequados para as velocidades de operação, temperaturas e longevidade do componente.
A mudança da natureza dos EDMs e dos respectivos fluidos elétricos apresenta um novo desafio para a tecnologia de ventilação. Com vários fatores principais a serem considerados:
- Mudanças nos aerossóis lubrificantes: Os EDMs utilizam óleo de baixa viscosidade para acomodar uma transferência de calor eficiente e, quando isso é combinado com altas RPMs, pequenas gotas de óleo se formam e são transportadas no fluxo de ar para a ventilação.
- Mudanças nos vapores de óleo: As altas temperaturas localizadas dentro do EDM criam níveis maiores de vapor de óleo. Esse vapor de óleo passa pela ventilação durante pressões diferenciais positivas.
- Expectativas de longevidade: O nível de óleo de um EDM é muitas vezes “abastecido para toda a vida”, tornando desnecessárias as trocas de óleo. Os usuários não querem interromper o uso do componente simplesmente para trocar a ventilação, resultando em maiores expectativas de longevidade para a tecnologia de ventilação.
- “Novos” aditivos de fluidos: O desempenho da ventilação irá variar de acordo com a formulação do fluido elétrico e das condições operacionais. É por isso que é tão importante testar uma ventilação de acordo com as especificações da aplicação para garantir que seja compatível com o EDM.
As abordagens de ventilação padrão da indústria, como as tampas oscilantes/respiradouros de mangueira e ventilações somente de membrana, muitas vezes abordam apenas parte do panorama como solução de ventilação de EDM.
Tabela 1: Valores de classificação de proteção contra entrada (IP)
| Tampa oscilante/respiro de mangueira | Ventilação somente com membrana | Ventilação para VE da Donaldson | |
|---|---|---|---|
| Acoplagem direta |  |
|
|
| Proteção contra entrada de água e poeira | |
|
|
| Resistência ao óleo do VE | |
Nesse aspecto, a vasta experiência da Donaldson na indústria de ventilação provou ser benéfica para os fabricantes de EDM. Nossa solução de ventilação fornece proteção contra contaminação e capacidade de fluido elétrico, ao mesmo tempo que permite equalização de pressão. Implementamos duas tecnologias principais, desenvolvidas internamente em nossas ventilações de EDM, que tornam isso possível.
1. Membrana Tetratex® ePTFE: A membrana Tetratex ePTFE possui uma estrutura única com microporos. É composta por pequenas fibrilas conectadas aleatoriamente que geram um tamanho de poro efetivo muitas vezes menor do que é possível enxergar a olho nu. Isso protege o EDM ao evitar a entrada de água, sujeira e outros contaminantes.
2. Pré-filtro Synteq™ XP: O elemento filtrante do pré-filtro Synteq XP protege o Tetratex ePTFE da contaminação por óleo. As propriedades do material do elemento filtrante e a quantidade de camadas são otimizados para fornecer alto fluxo de ar e eficiência de captura de óleo. O tipo específico do elemento filtrante usado na ventilação do powertrain da Donaldson foi extensivamente testado para garantir compatibilidade com uma ampla variedade de fluidos de VEs.
A experiência: Aplicação de métodos de teste internos
Os testes são fundamentais para o desenvolvimento e a avaliação de ventilações a fim de garantir que a funcionalidade seja mantida nas aplicações de EDM. Com mais de 100 laboratórios de testes em todo o mundo, podemos testar nossas tecnologias de ventilação em uma ampla variedade de óleos e condições para ajudar a garantir que funcionem em muitas aplicações diferentes.
Os métodos gerais de teste para ventilação avaliam fatores como fluxo de ar, proteção contra entrada de contaminantes, capacidade de flutuação de temperatura e integridade estrutural. Também realizamos testes adicionais específicos do óleo, que avaliam a carga de aerossol lubrificante e vapor no óleo e são dinâmicas importantes ao avaliar a ventilação de componentes do EDM.
O teste de aerossol lubrificante avalia a capacidade da ventilação de capturar pequenas gotículas de óleo com o elemento filtrante do pré-filtro. Nesse teste, gotículas de óleo transportadas pelo fluxo de ar são aplicadas na ventilação.
O teste de vapor de óleo avalia a capacidade da ventilação de capturar vapor de óleo. Em um EDM, o vapor é produzido pelo contato do óleo com componentes quentes. Nesse teste, o ar passa através de um recipiente aquecido com óleo e depois para a ventilação.
Nos testes de aerossol lubrificante e vapor de óleo, a queda de pressão na ventilação é medida para determinar quanto óleo uma ventilação é capaz de reter antes de atingir a pressão nominal de vedação do EDM. O resultado ideal é um aumento mínimo na queda de pressão ao longo do tempo.
Fale com os especialistas ao procurar uma solução de ventilação de EDM
A natureza complexa dos EDMs apresenta desafios únicos. As abordagens tradicionais de ventilação podem nem sempre ser adequadas para uma aplicação de um EDM, pois diversos aspectos devem ser levados em consideração, como vapor de óleo e níveis de aerossol lubrificante produzidos, expectativas de longevidade e compatibilidade com o fluido específico do EDM.
Com base em longas pesquisas, testes e ciclos de feedback dos nossos clientes, criamos soluções de ventilação ideais para EDMs e muitos outros componentes do sistema de powertrain de VEs. Nossas técnicas de teste são projetadas para replicar os cenários reais que os componentes do EDM podem enfrentar tanto no dia a dia quanto em ambientes mais desafiadores, dando a você a tranquilidade de saber que nossas soluções de ventilação estão preparadas para atender às crescentes necessidades desse componente de VE.
Entre em contato conosco hoje mesmo e descubra como as soluções de ventilação da Donaldson podem ajudá-lo a obter desempenho e proteção otimizados para EDM.
