BR112020004464A2 - pastilha de freio com colheitadeira de energia termoelétrica integrada para sistema de frenagem - Google Patents

Abstract

Uma pastilha de frenagem (1) compreendendo uma placa traseira (2), uma pastilha de material de atrito (4) e pelo menos um módulo termoelétrico (6), a placa traseira (2) sendo fornecida com pelo menos um furo vazado (3) em que pelo menos os elementos semicondutores dopados N e P do módulo termoelétrico (6) são integrados.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PASTI- LHA DE FREIO COM COLHEITADEIRA DE ENERGIA TERMOELÉ- TRICA INTEGRADA PARA SISTEMA DE FRENAGEM".

DESCRIÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se a uma pastilha de frenagem com colheitadeira de energia termoelétrica integrada projetada e cons- truída para uso em quaisquer sistemas de freio com sistema de frena- gem giratório ou linear, bem como em um veículo, moinho de vento, ferroviária, eletromotor, etc.

[0002] O efeito termoelétrico é a conversão direta da diferença de temperatura entre dois lados do material termoelétrico em tensão elé- trica e vice-versa, isso pode criar uma diferença de temperatura ao apli- car uma tensão elétrica ao mesmo.

[0003] Este efeito é obtido em alguns dispositivos feitos de tais ma- teriais, geralmente semicondutores, que são feitos por muitos elemen- tos semicondutores tipo N e tipo P. Um potencial de tensão que é pro- porcional a tal diferença de temperatura entre dois lados dos elementos termoelétricos é criada sempre que uma diferença de temperatura esti- ver presente nos dois lados dos elementos semicondutores.

[0004] O motivo deste efeito (efeito Seebeck) é que os transporta- dores de carga se difundem do lado quente do material semicondutor para o lado frio do material.

[0005] Um dispositivo termoelétrico, essencialmente, é composto por dois materiais semicondutores, o primeiro dopado por n e o segundo dopado por p. Nas duas extremidades de tais materiais semicondutores, está presente uma interconexão elétrica que pode, às vezes, integrar também a funcionalidade do trocador de calor, ou seja, um material de alta condutividade térmica. No outro lado, duas interconexões elétricas distintas e trocadores de calor dividem o lado p e n do dispositivo. Os dois extremos diferentes são então acoplados a uma fonte térmica dife- rente (um frio e um segundo quente). Desta forma, no lado oposto do lado p e n, uma diferença de tensão aparece devido ao efeito termoelé- trico. Se uma carga estiver fechada entre os dois lados do circuito, uma corrente é vista a fluir e o dispositivo se comporta como um gerador elétrico.

[0006] Os dispositivos termoelétricos foram usados em vários cam- pos de aplicação. O sistema de freio é um dos campos de aplicação em potencial para tal tecnologia, tendo em conta o fato de que os freios de atrito produzem grandes quantidades de energia térmica e, portanto, em princípio, a quantidade correspondente de energia elétrica pode ser re- cuperada. Apenas para citar alguns exemplos, um veículo de uma massa de 1500 kg que freou para parar a partir de uma velocidade inicial de 100 km/h, dissipa cerca de 1 MJ pelas forças de atrito, com um con- sequente aumento significativo da temperatura interna das pastilhas. Isto significa que cerca de 1/8 de tal energia térmica é distribuída entre as 8 pastilhas que compõem um sistema de frenagem típico de um carro e, portanto, mesmo se apenas uma porção muito pequena de tal energia (4 - 5%) for convertida, a quantidade da energia recuperada ainda pode ser grande o suficiente para permitir aplicações significativas. Esta é a razão básica pela qual várias atividades de P&D em todo o mundo foram gastas para tentar recuperar a energia térmica dos freios de atrito. Os pontos-chave para a produção de tal sistema de coleta de energia são descritos a seguir.

[0007] Em primeiro lugar, é relevante a maximização da eficiência por uma troca de calor eficaz e maximização do gradiente térmico entre os lados frio e quente por um projeto adequado.

[0008] Em seguida, uma importância comparável tem a definição de um projeto para o Thermo Electric Generator (de agora em diante tam- bém referido como TEG) e seu esquema de integração em uma pastilha de freio, que deve ser facilmente integrado com impacto mínimo sobre o projeto e propriedades da pastilha de freio, mas com um grau notável de confiabilidade.

[0009] Com relação a este último ponto, muitas vezes subestimado, é realmente importante estudar um módulo TEG realmente integrado em uma pastilha de freio, uma vez que mudanças substanciais na es- trutura da pastilha de freio ou na placa traseira da pastilha de freio po- dem desencadear mudanças no comportamento de NVH (ou seja, o ru- ído, vibração e dureza da pastilha de freio) ou nos desempenhos da pastilha de freio. Uma abordagem invasiva sobre a superfície da placa traseira no lado do material de atrito pode, em vez disso, induzir proble- mas no lado de desprendimento do material de atrito, ambos muito im- portantes e bloqueadores para uma aplicação real da tecnologia.

[0010] Analisando algumas das técnicas anteriores mais relevan- tes, encontramos diferentes abordagens. Por exemplo, a JP 58 037329 divulga uma solução feita de alguns péletes termoelétricos P&N interli- gados em série e formando um arranjo localizado em uma estrutura es- pecífica na parte traseira do forro e tendo uma camada eletricamente isolante na placa traseira para evitar curto-circuito. Esta solução embora pouco invasiva é dificilmente utilizável em aplicações reais, implicando uma reformulação substancial de um calibrador ou uma pastilha para considerar a mudança notável na espessura da pastilha modificada por TEG. Além disso, uma grande desvantagem vem da pequena diferença de temperatura esperada dos dois lados da estrutura que está locali- zada no lado oposto em relação ao material de atrito (o lado quente da pastilha) e que tem uma pequena espessura, com o resultado de dar à solução uma eficiência ruim.

[0011] JP 11-220804, em vez disso, divulga o sistema integrado so- bre um calibrador, composto por um cano de calor conectado ao cali- brador e em contato com o gerador termoelétrico externo ao calibrador,

e o freio, de forma geral, do outro lado em contato com um radiador para fornecer o lado frio do elemento. A maior desvantagem desta invenção está relacionada à escolha do calibrador como uma fonte de lado quente, uma vez que entre os componentes de um sistema de freio (ro- tor, pastilha e calibrador) é o mais frio com diferença notável na tempe- ratura máxima alcançada, doravante com resultado intrinsecamente menos eficaz em relação à solução com base em rotores ou pastilhas.

[0012] US 2012/0000737 e WO 2010/109592 divulgam uma solu- ção para a integração de módulos termoelétricos em uma pastilha com- posta por múltiplos membros termoelétricos integrados à placa traseira no lado do elemento de atrito ou no recesso da placa traseira sempre no lado do material de atrito. Devido a tais elementos termoelétricos, a estrutura cilíndrica composta por um cano externo de material de alto atrito e caverna dentro com a cavidade preenchida com materiais de nanotubos de carbono é divulgada como trocadores de calor. As des- vantagens principais de tais soluções são que, embora sejam muito me- lhoradas em relação às anteriores em termos de eficiência, ainda há possibilidade para melhorias, em particular, devido à condutividade tér- mica limitada do aço que compõe os materiais de placa em relação a outro metal com desempenho muito melhor nesse ponto de vista, e tam- bém devido ao fato de que o gradiente térmico é limitado àquele com- preendido entre a superfície de material de atrito e a placa traseira no lado de material de atrito. Além disso, ainda há um grande problema relacionado à capacidade de fabricação e confiabilidade de tais compo- nentes, em que os módulos termoelétricos integrados na superfície da placa traseira da pastilha e assim por diante são expostos à pressão intensa e forças durante o processo de fabricação e as condições de operação da pastilha de freio, onde a pressão pode atingir até 400 bar e acima. Por último, mas não menos importante, na configuração com

OS recessos na placa traseira, os comportamentos diferentes nas pro- priedades de NVH da pastilha podem ser induzidos, além disso, os pro- blemas de desprendimento severos do material de atrito devido a pro- blemas de adesão podem ocorrer.

[0013] Como um último caso analisado, a Aalborg University divul- gou uma pastilha de freio com gerador termoelétrico, compreendendo o arranjo de elementos de geradores termoelétricos, uma pluralidade de elementos de conexão térmica em contato com o rotor de um lado e com os elementos termoelétricos no outro lado, tendo meios para pro- duzir eletricidade durante a frenagem e transferindo calor do rotor ao corpo de freio, e com características adicionais para ter um sensor para fornecer potência elétrica ao converter a temperatura do rotor, meio de controle para se comunicar com o sensor de temperatura com capaci- dade de comutação adicional para diferentes modos de operação. Além das fortes limitações intrínsecas nos requisitos pela invenção divulgada, como ainda para os casos analisados acima, os problemas de confiabi- lidade e a capacidade de fabricação não são resolvidos por evento. Na verdade, por exemplo, a pressão proveniente da reação do rotor sobre a pastilha será propagada a partir dos elementos de conexão térmica diretamente para baixo até os elementos termoelétricos potencialmente de uma forma disruptiva devido aos níveis de pressão experimentados pelas pastilhas de freio.

[0014] O objeto da presente invenção é fornecer uma pastilha de freio com colheitadeira de energia termoelétrica integrada para qualquer sistema de frenagem, que supera as limitações sofridas por aplicações termoelétricas conhecidas em freios.

[0015] Outro objeto da presente invenção é fornecer uma pastilha de frenagem com colheitadeira de energia termoelétrica integrada para qualquer sistema de frenagem com uma diferença de temperatura me- lhorada disponível ao módulo termoelétrico.

[0016] Outro objeto da presente invenção é fornecer uma pastilha de freio com colheitadeira de energia termoelétrica para qualquer sis- tema de frenagem com um impacto reduzido ao dispositivo de frenagem para a integração de módulo termoelétrico para eliminar qualquer pro- blema relacionado a mudanças no comportamento de NVH ou mudan- ças nos desempenhos do dispositivo de frenagem, ou pior, a resiliência de desprendimento por atrito às forças de cisalhamento.

[0017] Outro objeto da presente invenção é fornecer uma pastilha de frenagem com colheitadeira de energia termoelétrica para qualquer sistema de frenagem com uma confiabilidade a longo prazo e resistên- cia à carga de pressão melhoradas.

[0018] Os objetos da presente invenção são alcançados por uma pastilha de frenagem que compreende uma placa traseira, uma pastilha de material de atrito, e pelo menos um módulo termoelétrico que com- preende elementos semicondutores tipo P e N, em que a referida placa traseira é fornecida com pelo menos um furo vazado em que pelo menos os elementos semicondutores tipo P e N do referido módulo termoelé- trico são integrados.

[0019] Em uma modalidade da invenção, o referido módulo termo- elétrico é completamente integrado no referido furo.

[0020] Vantajosamente, um primeiro e segundo trocadores de calor são posicionados em contato com superfícies opostas do referido mó- dulo termoelétrico.

[0021] Vantajosamente, o referido furo vazado tem uma primeira abertura de extremidade em uma superfície principal interna da referida placa traseira e uma segunda abertura de extremidade em uma super- fície principal externa da referida placa traseira paralela à referida su- perfície principal interna.

[0022] Preferencialmente, o referido furo vazado é um dentre o furo de espiga presente em uma placa traseira de pastilha de freio do tipo conhecido processado tipicamente para integrar o referido módulo ter- moelétrico.

[0023] Em uma modalidade preferencial da invenção, o referido mó- dulo termoelétrico está na forma de uma placa com uma primeira super- fície principal voltada para a referida superfície principal interna da refe- rida placa traseira e uma segunda superfície principal voltada para a referida superfície principal externa da referida placa traseira.

[0024] Em uma modalidade preferencial da invenção, a referida placa tem a referida primeira superfície principal plana e paralela à re- ferida superfície principal interna da referida placa traseira, e a referida segunda superfície principal plana e paralela à referida superfície prin- cipal externa da referida placa traseira.

[0025] Em uma modalidade preferencial da invenção, a referida pri- meira e segunda superfícies principais do referido módulo termoelétrico estão localizadas dentro do referido furo vazado.

[0026] Em uma modalidade preferencial da invenção, o referido pri- meiro trocador de calor está posicionado em contato com a referida pri- meira superfície principal do referido módulo termoelétrico, e o referido segundo trocador de calor está posicionado em contato com a referida segunda superfície principal do referido módulo termoelétrico.

[0027] Em uma modalidade da invenção, o referido primeiro troca- dor de calor se estende em um canal da referida pastilha de atrito.

[0028] Em uma modalidade da invenção, o referido primeiro troca- dor de calor é fixado à parede de material de atrito do referido canal da referida pastilha de atrito.

[0029] Em uma modalidade da invenção, o referido primeiro troca- dor de calor está nivelado com uma superfície principal externa da refe- rida pastilha de atrito.

[0030] Em uma modalidade da invenção, o referido primeiro troca- dor de calor se estende em um canal de uma camada inferior interposta entre a referida pastilha de atrito e a referida placa traseira.

[0031] Em uma modalidade preferencial da invenção, o referido se- gundo trocador de calor está nivelado com a referida segunda extremi- dade do referido furo vazado.

[0032] Em uma modalidade da invenção, pelo menos um dentre o primeiro e segundo trocadores de calor é feito de grafite.

[0033] Em uma modalidade preferencial da invenção, o referido furo vazado compreende uma primeira seção de extremidade cilíndrica in- cluindo a referida primeira extremidade do referido furo vazado e tendo um primeiro diâmetro, uma seção intermediária cilíndrica com um se- gundo diâmetro maior do que o referido primeiro diâmetro, e uma se- gunda seção de extremidade cilíndrica incluindo a referida segunda ex- tremidade do referido furo vazado e tendo um terceiro diâmetro maior do que o referido segundo diâmetro.

[0034] Em uma modalidade preferencial da invenção, o referido pri- meiro e segundo trocadores de calor têm forma cilíndrica.

[0035] Em uma modalidade preferencial da invenção, o referido pri- meiro trocador de calor engata a referida primeira seção de extremidade cilíndrica do referido furo vazado e o referido segundo trocador de calor engata a referida segunda seção de extremidade cilíndrica do referido furo vazado.

[0036] Em uma modalidade da invenção, o referido primeiro troca- dor de calor tem uma porção de extremidade cilíndrica estreita que en- gata a referida placa traseira ao redor da primeira seção de extremidade cilíndrica do referido furo vazado.

[0037] Em uma modalidade preferencial da invenção, o referido mó- dulo termoelétrico está alojado na referida seção intermediária cilíndrica do referido furo vazado.

[0038] Em uma modalidade da invenção, a placa traseira tem uma pluralidade de furos vazados e uma pluralidade de módulos termoelétri- cos interconectados, em que cada módulo termoelétrico é integrado em um furo vazado correspondente.

[0039] A presente invenção também divulga um dispositivo de fre- nagem que compreende a pastilha de frenagem acima e uma unidade de gerenciamento de energia conectada ao referido módulo termoelé- trico, em que a referida unidade de gerenciamento de energia compre- ende uma lógica de controle, um circuito elétrico de fornecimento a uma carga, e um acumulador de energia conectado ao referido circuito elé- trico de fornecimento.

[0040] Em uma modalidade preferencial da invenção, o referido cir- cuito elétrico de fornecimento compreende uma pluralidade de comuta- dores que comutam entre um status de carga e um status de descarga, e o referido acumulador de energia compreende uma pluralidade de ca- pacitores ou Supercapacitores, no referido status de carga, os referidos comutadores se conectam em paralelo aos referidos capacitores ou Su- percapacitores, e no referido status de descarga os referidos comutado- res se conectam em série com os referidos capacitores (Supercapacito- res).

[0041] As características e vantagens da presente invenção se tor- narão claras a partir da seguinte descrição com uma modalidade não limitante exemplificativa dada meramente como forma de exemplo e com referência às figuras anexas, em que:

[0042] A Figura 1 mostra um perfil de temperatura típico em uma pastilha de frenagem após ou durante algumas aplicações de frenagem;

[0043] A Figura 2 mostra um esquema de um único módulo termo- elétrico;

[0044] A Figura 3a mostra uma vista plana de uma placa traseira com furos de espiga;

[0045] A Figura 3b mostra uma vista plana de um detalhe de uma placa traseira com um furo de espiga processado para ser adaptado para integrar um módulo termoelétrico de acordo com a presente inven- ção;

[0046] A Figura 4a mostra uma vista explodida da pastilha de frena- gem de acordo com uma primeira modalidade da invenção;

[0047] A Figura 4b mostra uma vista em corte transversal de um detalhe ampliado da pastilha de frenagem da primeira modalidade;

[0048] A Figura 5 mostra uma vista em perspectiva da pastilha de frenagem da figura 4 por meio da qual o módulo termoelétrico e troca- dores de calor foram removidos para melhor entendimento;

[0049] A Figura 6 é uma vista plana da pastilha de frenagem de acordo com uma segunda modalidade da invenção;

[0050] A Figura 7 mostra uma seção da pastilha de frenagem tirada ao longo das linhas A-A da figura 6;

[0051] A Figura 8 mostra um detalhe ampliado da Figura 7;

[0052] A Figura 9 é uma vista plana da pastilha de frenagem de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção;

[0053] A Figura 10 mostra uma seção da pastilha de frenagem ti- rada ao longo das linhas A-A da figura 9;

[0054] A Figura 11 mostra um detalhe ampliado da Figura 10;

[0055] As Figuras 12a e 12b mostram uma conexão paralela e em série respectivamente possível de módulos termoelétricos da presente invenção;

[0056] A Figura 13a mostra a unidade de gerenciamento de energia de um dispositivo de frenagem que inclui uma pastilha de frenagem de acordo com a presente invenção;

[0057] A Figura 13b mostra uma modalidade do acumulador de energia da unidade de gerenciamento de energia da Figura 13a;

[0058] As Figuras 14a e 14b mostram o circuito de fornecimento no status de carga e status de descarga respectivamente;

[0059] As Figuras 15a e 15b mostram esquemas de pastilha de fre- nagem de um primeiro e segundo protótipos respectivamente usados para testes;

[0060] A Figura 16 mostra dados adquiridos do protótipo A; e

[0061] A Figura 17 mostra dados adquiridos do protótipo A sob carga.

[0062] Com referência às figuras, as partes equivalentes em dife- rentes modalidades da invenção serão marcadas com o mesmo número de referência.

[0063] A pastilha de frenagem 1, por exemplo, de um veículo, com- preende uma placa traseira 2, uma pastilha do material de atrito 4, e um ou mais módulos termoelétricos 6, cada um compreendendo, em uma maneira conhecida, elementos semicondutores dopados por Ne P.

[0064] A pastilha de frenagem 1 também é equipada com uma ca- mada inferior 8 interposta entre a pastilha de atrito 4 e a placa traseira

2.

[0065] A pastilha do material de atrito 4 está em uma superfície prin- cipal interna 2a da placa traseira 2.

[0066] A placa traseira 2 tem a superfície principal interna plana 2a e uma superfície principal externa plana 2b paralela à superfície princi- pal externa plana 4a.

[0067] A pastilha de atrito 4 tem uma superfície principal externa plana 4a e uma superfície principal interna plana 4b paralela à superfície principal externa plana 4a.

[0068] A camada inferior 8 tem uma primeira superfície principal plana 8a e uma segunda superfície principal plana 8b paralela à primeira superfície principal plana 8a.

[0069] A primeira superfície principal plana 8a da camada inferior 8 se une com a superfície principal interna plana 4b da pastilha de atrito 4 enquanto a segunda superfície principal plana 8b da camada inferior 8 se une com a superfície principal interna plana 2a da placa traseira 2.

[0070] A placa traseira 2, geralmente em metal, é vantajosamente fornecida com um ou mais furos vazados 3 (comumente conhecidos como Furos de Espiga).

[0071] Vantajosamente, cada módulo termoelétrico 6 é inteiramente integrado em um furo vazado 3 correspondente da placa traseira 2.

[0072] Em uma modalidade diferente da invenção não é mostrado o módulo termoelétrico 6 inteiro, mas pelo menos os elementos semi- condutores dopados por N e P do módulo termoelétrico 6 são integrados no furo 3.

[0073] Cada furo vazado 3 tem uma primeira abertura de extremi- dade 3a na superfície principal interna 2a da placa traseira 2 e uma se- gunda abertura de extremidade 3b em uma superfície principal externa 2b da placa traseira 2.

[0074] Preferencialmente, cada furo vazado 3 é um furo de espiga do tipo conhecido comumente presente em uma placa traseira 2 e adap- tado apropriadamente para integrar o módulo termoelétrico 6.

[0075] Em detalhes adicionais, cada furo vazado 3 compreende uma primeira seção de extremidade cilíndrica 3' incluindo a referida pri- meira extremidade 3a do referido furo vazado 3 e tendo um primeiro diâmetro D1, uma seção intermediária cilíndrica 3" com um segundo di- âmetro D2 maior do que o primeiro diâmetro D1, e uma segunda seção de extremidade cilíndrica 3"' incluindo a segunda extremidade 3b do furo vazado 3 e tendo um terceiro diâmetro D3 maior do que o segundo dià- metro D2.

[0076] O módulo termoelétrico 6 está na forma de uma placa dom uma primeira superfície principal 6a voltada para a superfície principal interna 2a da placa traseira 2 e uma segunda superfície principal 6b voltada para a superfície principal externa 2b da placa traseira 2.

[0077] Mais especificamente, a primeira superfície principal 6a do módulo termoelétrico 6 é paralela à superfície principal interna 2a da placa traseira 2 e a segunda superfície principal 2b do módulo termoe- létrico 6 é paralela à superfície principal externa 2b da placa traseira 2.

[0078] Mais precisamente, a primeira superfície principal 6a do mó- dulo termoelétrico 6 e a segunda superfície principal 6b do módulo ter- moelétrico 6 estão localizadas dentro do furo vazado 3.

[0079] Um primeiro trocador de calor 5 está posicionado em contato com a primeira superfície principal 6a do módulo termoelétrico 6 e um segundo trocador de calor 7 está posicionado em contato com a se- gunda superfície principal 6b do módulo termoelétrico 6.

[0080] O primeiro trocador de calor 5 se estende em um canal 9 da camada inferior 8 e pode se estender adicionalmente em um canal 10 da pastilha de atrito 4, conforme mostrado nas modalidades das figuras 4a.

[0081] O canal 9 se desenvolve através de toda a espessura da ca- mada inferior 8, de modo que conecte a pastilha de atrito 4 à placa tra- seira 2.

[0082] O canal 10, se previsto, pode se desenvolver através de pelo menos uma porção e, preferencialmente, toda a espessura da pastilha de atrito 4.

[0083] Preferencialmente, quando o canal 10 se desenvolve através de toda a espessura da pastilha de atrito 4, o primeiro trocador de calor é nivelado com a primeira superfície externa 4a da pastilha de atrito

4.

[0084] O segundo trocador de calor 7 tem uma extremidade nive- lada com a segunda extremidade 3b do furo vazado 3.

[0085] O primeiro trocador de calor 5 e o segundo trocador de calor 7 têm forma cilíndrica.

[0086] O primeiro trocador de calor 5 engata a primeira seção de extremidade cilíndrica 3' do furo vazado 3 e o segundo trocador de calor

7 engata a segunda seção de extremidade cilíndrica 3"' através do furo vazado 3.

[0087] Preferencialmente, o segundo trocador de calor 7 está na forma de uma placa conjugada na forma com a segunda seção de ex- tremidade cilíndrica 3"'" do furo vazado 3.

[0088] Nas modalidades mostradas nas figuras 6 a 11, o primeiro trocador de calor 5 tem uma porção de extremidade cilíndrica estreita 5' que engata a placa traseira 2 ao redor da primeira seção de extremidade cilíndrica 3' do furo vazado 3.

[0089] O módulo termoelétrico 6 está alojado na seção intermediá- ria cilíndrica 3" do furo vazado 3.

[0090] Para fundamentar o motivo da solução proposta, vamos vol- tar para o perfil de temperatura típico em uma pastilha de freio após ou durante algumas aplicações de frenagem conforme mostrado na Figura

1.

[0091] Na Figura 1, é mostrado o perfil térmico da pastilha de frena- gem da superfície de rotor (lado quente) para baixo até a placa traseira (lado frio).

[0092] Observa-se que os dois últimos pontos medidos (colocando sondas térmicas no material de atrito, rotor, e placa traseira) estão rela- cionados aos dois lados da placa traseira no lado do material de atrito e no lado oposto.

[0093] Pode ser apreciado 50 ºC acima de 200 ºC (25%), são per- didos entre os dois lados placa traseira.

[0094] Isso significa que mais de 25% da eficiência pode ser recu- perada por um projeto cuidadoso no posicionamento do trocador de ca- lor com lado frio.

[0095] A invenção preferencialmente explora os ditos furos de es- piga normalmente presentes em uma placa traseira de uma pastilha de frenagem e que cumprem um papel durante a prensagem do material de atrito no processo de fabricação.

[0096] Os furos de espiga são ideais para integração de módulo ter- moelétrico na pastilha de frenagem, visto que: eles não oferecem qual- quer contribuição à adesão entre o material de atrito e a placa traseira; eles colocam em conexão naturalmente o lado interno da placa traseira com sua parte externa, de modo que ofereça um auxílio ideal para ma- ximizar o gradiente de temperatura; e eles não implicam qualquer modi- ficação mecânica ou estrutural da pastilha de frenagem para entrar em contato com o lado interno e externo da pastilha de frenagem, de modo que minimize o impacto pernicioso no lado de NVH ou lado de desem- penho devido a esses tipos de modificações mecânicas.

[0097] Agora, vamos nos referir primeiro à modalidade mostrada nas figuras 4 e 5.

[0098] O furo de espiga vazado na placa traseira 2 é trabalhado para integrar o módulo termoelétrico 6 e o trocador de calor 5, 7. Para esta finalidade, um primeiro recesso com profundidade de cerca de 2 a 3 mm é laminado para criar a segunda seção de extremidade cilíndrica 3"' do furo vazado 3, então um segundo recesso do fundo do primeiro recesso é laminado para criar a seção intermediária cilíndrica 3" do furo vazado 3 que separa a primeira e segunda seções de extremidade ci- líndricas 3', 3"' do furo vazado 3.

[0099] Além disso, o canal 9, é criado através da camada inferior 8 e o canal rosqueado 10 é criado através da pastilha de atrito 4.

[00100] Também neste caso, o primeiro trocador de calor 5 no lado quente é feito de metal e é rosqueado para engatar por aparafusamento permanentemente com o canal rosqueado 10 da pastilha de atrito 4.

[00101] O primeiro trocador de calor 5 é simplesmente aparafusado no material de atrito que, sendo duro o suficiente, também resulta na função mecânica de sustentar o primeiro trocador de calor em si 5 para fornecer uma liberação de pressão substancial sobre a superfície do módulo termoelétrico subjacente 6. No entanto, outros métodos podem ser considerados em princípio para prender e vedar os dois elementos, como colando o mesmo à pastilha de atrito com alguma resina estrutural de alta temperatura das famílias silicônica, bismalimida, epoxídica, cia- netos de éster ou poliimida para preencher qualquer lacuna entre o pri- meiro trocador de calor 5 e o material de atrito e vedá-lo para a absorção de água.

[00102] A face de extremidade do primeiro trocador de calor 5 deve ser plana para encaixar com a face plana correspondente do módulo termoelétrico 6. Conforme referido, o módulo termoelétrico 6 é composto por pelo menos duas junções p-n opostas (em relação ao lado quente e frio), definidas em paralelo, as duas terminações ou o módulo termoelé- trico são fechados pelos dois cabos de alta temperatura ou pelo circuito de serigrafia que traz para fora do módulo a corrente gerada.

[00103] Uma superfície principal 6a do módulo 6 está em contato di- reto com a face plana correspondente do primeiro trocador de calor 5 e uma camada fina de pasta condutora térmica de alta temperatura pode ser usada para melhorar o contato térmico entre as partes 5 e 6. A outra superfície principal 6b do módulo 6 está em contato com a face plana correspondente do segundo trocador de calor 7, que tem forma de mo- eda.

[00104] Mesmo nesse caso, a cola condutora térmica de alta tempe- ratura pode ser usada para melhorar o contato térmico entre as partes 6 e 7 (preferencialmente com T operativa máxima > 200 ºC). O trocador de calor com lado frio em forma de moeda 7 que é plano e feito de ma- teriais com alta condutividade térmica mantém o lado frio do módulo 6 praticamente na mesma temperatura do lado externo da placa traseira 2 ou inferior devido à maior condutividade térmica de tal material (Alu- mínio ou cobre) em relação ao aço adotado para as pastilhas de frena- gem padrão.

[00105] Em relação ao primeiro trocador de calor 5, outras soluções técnicas podem ser usadas em vez de um furo vazado para aliviar a pressão sobre o módulo 6. Uma delas será mostrada na próxima moda- lidade, envolvendo uma modelagem diferente do trocador de calor com lado quente 5 e um projeto cuidadoso das citações para evitar uma grande pressão sobre tal módulo 6.

[00106] O esquema de montagem do módulo 6 nesta primeira moda- lidade é o seguinte.

[00107] O pino metálico aparafusado (o primeiro trocador de calor 5 no lado quente) é posicionado na primeira seção de extremidade cilín- drica 3' do furo vazado 3. As colas ou vedante de alta temperatura são colocadas no furo 3 para vedar o espaço entre a primeira seção de ex- tremidade cilíndrica 3' do furo vazado 3 e o pino metálico aparafusado.

[00108] Uma pasta térmica é posicionada sobre a face plana metá- lica do primeiro trocador de calor 5 e o elemento termoelétrico 6 é colo- cado sobre a mesma na seção intermediária cilíndrica 3" do furo vazado

3. Os cabos ou elementos de interconexão são colocados fora da placa traseira 2 na superfície da placa traseira 2 ou no meio da mesma através de alguma abertura para permitir que o fio passe através da mesma.

[00109] Uma pasta térmica ou cola térmica vedante é colocada no topo do elemento termoelétrico 6 e o elemento de moeda metálica (o segundo trocador de calor 7 no lado frio) é colocado sobre a mesma. O segundo trocador de calor 7 fecha completamente o furo 3, resultando em um elemento metálico que é embutido com a placa traseira 2 e per- feitamente alinhado com sua superfície para evitar a formação de ar- rasto indesejado no calibrador.

[00110] Uma vez montada, a pastilha de freio 1 está pronta para ser usada em um calibrador e, ao interconectar os dois terminais (pelos dois cabos integrados na pastilha de frenagem 1), uma carga pode ser ali- mentada pelo módulo termoelétrico 6 na pastilha de frenagem 1, desde que um gradiente térmico esteja presente na pastilha de frenagem 1.

[00111] A presente primeira modalidade tem um limite claro devido ao seu trocador de calor metálico 5 que pode ser usado somente com disco de freio revestido, onde os problemas de desgaste não são rele- vantes. Nesses casos especiais, o trocador de calor é, preferencial- mente, medo de metais baratos e de alta condução térmica (Alumínio e Cobre), mas em princípio, outros materiais isolantes com alta condução térmica, como algumas cerâmicas (Alumina e outras), também podem ser usados.

[00112] Vamos focar agora na segunda modalidade mostrada nas fi- guras 6 a 8.

[00113] Conforme informamos no último parágrafo, um primeiro tro- cador de calor metálico pode ser usado em casos limitados, como dis- cos de freio revestidos, onde a ação de raspagem da inserção de metal na pastilha em uma superfície de disco não é um problema devido ao material de revestimento muito duro dos discos e ao desgaste muito li- mitado da pastilha. Em todos os outros casos, não será utilizável pela mesma razão porque o disco será rápida e irremediavelmente danifi- cado.

[00114] Em todos esses casos, um material maleável com alta con- dutividade térmica deve ser usado para evitar danos na superfície de disco. Um material com tais características é o grafite. O grafite tem, na verdade, uma condutividade térmica comparável àquelas de muitos me- tais (geralmente compreendidas entre 50-400 W/mk) e em alguns casos maiores do que a de alumínio (A — 180 W/mk).

[00115] A grande disseminação dos valores é devido ao fato de que a condutividade no plano é muito maior do que a condutividade intrapla- nar (duas ordens menor). Como resultado, o valor real será influenciado pelo nível de pureza e, mais importante, pela orientação de grão da mi- croestrutura dos materiais de grafite que compõem uma haste de Grafite típica, dependendo da fração dos grãos orientados ao longo do eixo ci- líndrico da haste com o plano do grafite nessa direção. A escolha prefe- rida é para compostos de grafite com condutividade maior do que 100 W/mk, e preferencialmente maior do que 200 W/mk, ou seja, melhor do que o invólucro metálico.

[00116] Em comparação com a primeira modalidade, na segunda modalidade a diferença principal é que pelo menos o primeiro trocador de calor 5 é feito de grafite. Este primeiro trocador de calor de grafite 5 é modelado de forma semelhante à versão metálica, com uma face plana alinhada com a correspondente da pastilha de material de atrito 4 e a outra face plana alojando uma face plana correspondente do módulo

6.

[00117] Noentanto, outra diferença importante em relação à solução aparafusada anterior é exibida para liberar a pressão no módulo 6: para liberara pressão no módulo 6, o primeiro trocador de calor 5 tem agora a porção de extremidade cilíndrica estreita 5' engatando a placa traseira 2 ao redor da primeira seção de extremidade cilíndrica 3' do furo vazado

3. Desta forma, qualquer impacto potencial nas especificações de pas- tilha de frenagem é minimizado. O módulo termoelétrico 6 é integrado na placa traseira 2 de forma semelhante à do caso metálico discutido anteriormente. O segundo trocador de calor 7 no lado frio pode ser feito de forma indiferente com grafite ou metal fornecido como uma moeda fina do material de alta condutividade térmica.

[00118] Graças às propriedades do material de grafite, o primeiro tro- cador de calor de grafite 5 não interferirá na ação de frenagem da pas- tilha de frenagem 1 e, mais importante, não irá raspar a superfície de rotor, devido à natureza lubrificante do grafite, que também é usado nos materiais de atrito das pastilhas de frenagem para equilibrar as diferen- tes propriedades físicas da pastilha. Além disso, o primeiro trocador de calor de grafite irá desgastar após o material de atrito que sempre re- sulta em uma superfície plana e alinhada em contato com o rotor, asse- gurando um bom contato térmico com o tempo e processo de desgaste de pastilha.

[00119] Agora, discutiremos a terceira modalidade mostrada nas fi- guras 9 a 11.

[00120] —Aterceira modalidade é aquela com um primeiro trocador de calor curto 5 no lado quente. Em particular, em vez de se estender até o nível do lado extremo do material de atrito para estar diretamente em contato com o rotor de freio, o mesmo estará limitado à borda da ca- mada inferior 8.

[00121] Esta última configuração, embora menos eficaz devido ao gradiente térmico menor exposto pelos dois lados do módulo 6, terá uma vantagem de capacidade de fabricação em relação às duas anteriores, uma integração muito menos invasiva do módulo 6 e, por último, um custo menor devido às quantidades menores de materiais empregados. Esta é a modalidade preferida para todas as aplicações onde a energia produzida não é o principal problema (aplicações de orçamento de baixa potência) e, portanto, inclui toda a aplicação de sensores sem fio em freios de atrito ou aplicações com base em atrito (Tambores de Freio, Embreagens, etc.).

[00122] Os dois trocadores de calor 5, 7 neste caso específico po- dem ser feitos de metal ou grafite de forma indiferente, visto que os dois trocadores de calor 5, 7 estarão abaixo do material de atrito da pastilha de freio 4 e abaixo do nível da camada inferior 8. O projeto preferido será aquele com a borda do primeiro trocador de calor 5 substancial- mente alinhado com o limite da camada inferior 8 para otimizar o gradi- ente térmico. Portanto, o material empregado para os trocadores de ca- lor 5, 7 será conduzido mais por questões de custo e problemas de efi- ciência do que outros.

[00123] Todas as modalidades mostradas antes têm uma extensão natural a um caso em que múltiplas estruturas semelhantes possam ser realizadas. Isso pode ser feito, por exemplo, simplesmente explorando todos os furos de espiga na pastilha de freio, que normalmente são 2 ou 3 em uma pastilha de frenagem padrão.

[00124] Obviamente, um ou mais furos 3 também podem ser feitos na placa traseira 2 ademais àqueles que derivam dos furos de espiga já existentes para alojar mais módulos 6 na pastilha de frenagem 1, man- tendo o mesmo projeto dos furos de espiga adaptados.

[00125] Os múltiplos módulos 6 podem, então, ser interconectados para permitir interconexões em série ou paralelas dependendo das saí- das de tensão ou das correntes elétricas necessárias para serem maxi- mizadas, ou ambas (ver figuras 12a e 12b).

[00126] Vantajosamente, uma unidade de gerenciamento de energia 12 é conectada ao módulo termoelétrico 6.

[00127] Aunidade de gerenciamento de energia 12 compreende uma lógica de controle 17, um circuito elétrico de fornecimento 13 a uma carga 14, e um acumulador de energia 15 conectado ao circuito elétrico de fornecimento 13.

[00128] O circuito elétrico de fornecimento 13 compreende uma plu- ralidade de comutadores 16 que comutam entre um status de carga e um status de descarga.

[00129] O acumulador de energia 15 compreende uma pluralidade de capacitores 15.

[00130] Nostatus de carga, os comutadores 16 conectam-se em pa- ralelo aos capacitores 15' e no status de descarga, eles se conectam em série aos capacitores 15".

[00131] A unidade de gerenciamento de energia maximiza a energia recuperada e fornece o todo o orçamento de potência extra para alimen- tar a aplicação específica alimentada com essa unidade.

[00132] Istoé extremamente importante, em particular, com um caso como um sistema de frenagem onde a aplicação de freio em geral não pode ser muito frequente e, em qualquer caso, são intrinsecamente ale- atórias. Portanto, a usabilidade de um módulo termoelétrico integrado na pastilha pode beneficiar bastante a partir da integração com um sis- tema eletrônico.

[00133] Com referência às figuras 13a, 13b, 14a, 14b, a saída do módulo 6 é gerenciada por um regulador de tensão 18 para obter sem- pre a mesma tensão para carregar o acumulador de energia 15.

[00134] —Alógica de controle de energia ultrabaixa 17 lida com os co- mutadores 16 a partir do status de carga dos supercapacitores 15' para o status de descarga quando as condições de carga 14 exigem altas quantidades de corrente. A lógica de controle 17 opera por exemplo em um diodo 18 como um comutador inteligente que abre a ramificação do circuito 13 fechado para a carga externa 14.

[00135] Na figura 14a, correspondendo ao status de carga, todos os comutadores 16 são fechados, exceto aqueles na diagonal. Isto significa que todos os supercapacitores 15' são alimentados com carga pelo mó- dulo 6 e carregarão na mesma tensão do regulador de tensão 18. Esta condição acontecerá sempre que nenhuma carga estiver presente ou não exigir qualquer corrente do módulo 6.

[00136] Na figura 14b, correspondendo ao status de descarga, a ló- gica de controle 17 abre todos os comutadores 16, com exceção daque- les na diagonal. Como consequência, o primeiro supercapacitor 15' é dividido a partir do resto do circuito e ainda é alimentado pelo módulo 6 para continuar a carregar durante esta fase e evitar a maioria das perdas de carga. Os supercapacitores restantes 15' estão em série e podem ser alimentados por um circuito externo com maior tensão. Este último aspecto é interessante devido ao fato de que fornece uma vantagem que permite o uso do módulo 6 simplificado com tensão de operação mais baixa (logo, mais barata) e alcançável mesmo em condição de operação moderada (gradientes térmicos pequenos), enquanto no sta- tus de descarga ele pode alimentar sistemas eletrônicos padrão sem qualquer requisito especial em relação aos componentes a serem usa- dos com vantagens em custos e compatibilidade com padrões automo- tivos.

[00137] Com referência às figuras 15a, 15b, 16 e 17, mostraremos o resultado das sessões de teste em dois protótipos de coleta de energia diferentes: protótipo A mostrado na figura 15a e em conformidade com a segunda modalidade discutida acima, em que o primeiro trocador de calor 5 é feito de grafite e o segundo trocador de calor 7 é feito de alu- mínio; e o protótipo B mostrado na Figura 15b em que, em comparação com o protótipo A, o primeiro trocador de calor está faltando.

[00138] Tantoo grafite (A-50-400 W/mK) quanto o alumínio (A - 180 W/mK) são bons condutores térmicos que nos permitem maximizar o transporte térmico através da pastilha. Com relação ao protótipo A, a presença de grafite pinol 5 na superfície de material de atrito não produz danos no disco devido à tendência do grafite de esfoliar a si mesmo.

[00139] O teste consiste em aplicações de freio em pressão mode- rada (até 10 bars) com o objetivo de estabelecer um gradiente térmico entre o lado do material de atrito e o lado da placa traseira.

[00140] A temperatura do disco, presumidamente igual à tempera- tura do material de atrito (lado quente), foi adquirida com um pirômetro e a temperatura da placa traseira (lado frio) foi adquirida com um termo- par do tipo K.

[00141] Além disso, adquirimos a tensão da pastilha a fim de estimar a eficiência do sistema em termos de potência e energia geradas du- rante a aplicação de freio.

[00142] O bprotótipoA é o mais eficiente dentre os protótipos testados em termos de geração de potência. Conforme mostrado na figura 16,

para um gradiente térmico máximo de 170 ºC, o módulo fornece uma tensão máxima de 3,8 V. Quando a temperatura do disco excede o ponto definido (-200ºC) o sistema é resfriado e nos permite ver a dinâ- mica de resfriamento do módulo. Após a remoção da pressão, é possí- vel estimar a perda de tensão durante o tempo. Nos primeiros 50 se- gundos, a perda de tensão ao longo do tempo é dV/dt - 50 mV/s após o tempo, o sistema termalizado e dV/dt se tornaram aproximadamente zero com uma saída de tensão de 500 mV.

[00143] A figura 16 no lado direito mostra a comparação entre ten- são, potência e energia geradas durante a aplicação do freio. A potência atinge o valor de pico de 700 mW e a energia gerada durante a aplica- ção de freio é próxima de 20 J.

[00144] O módulo opera como gerador de tensão e, a fim de estimar a potência total gerada durante a aplicação de freio, aplicamos uma carga entre os dois polos do gerador.

[00145] Ao realizar o mesmo teste com a presença de uma carga resistiva, conforme mostrado na figura 17, observa-se uma diminuição da tensão de saída de 3,5 a 1,8 V. O menor nível de tensão alcançado é associado a perdas de potência interna em relação à condição de cir- cuito aberto sem carga. A energia cairá de forma correspondente para um único módulo, sendo de qualquer modo uma potência notável para uma unidade pequena (<1 cm?)

[00146] O protótipo Bé menos eficaz do que o protótipo A, mas o teste colocado em evidência também tem bom desempenho. A vanta- gem do protótipo B é que o módulo termoelétrico é incorporado dentro da camada inferior que exerce uma função protetora.

[00147] Tanto o sistema acoplado uma vez quanto um sistema de gerenciamento de energia podem alimentar sistemas eletrônicos por um tempo que será determinado pela quantidade de energia coletada.

Claims (21)

REIVINDICAÇÕES

1. Pastilha de frenagem (1) compreendendo uma placa tra- seira (2), uma pastilha de material de atrito (4) e pelo menos um módulo termoelétrico (6) compreendendo elementos semicondutores tipo P e N, o referido módulo termoelétrico (6) tendo uma primeira superfície princi- pal (6a) e uma segunda superfície principal (6b) oposta à referida pri- meira superfície principal (6a), caracterizada pelo fato de que a referida placa traseira (2) é fornecida com pelo menos um furo vazado (3) em que pelo menos os elementos semicondutores dopados por N e P do referido módulo termoelétrico (6) são integrados, em que um primeiro trocador de calor (5) é fornecido em contato com referida primeira su- perfície principal (6a) do referido módulo termoelétrico (6), e em que um segundo trocador de calor (7) alojado no referido furo vazado (3) é for- necido em contato com a referida segunda superfície principal (6b) do referido módulo termoelétrico (6).

2. Pastilha de frenagem (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o referido primeiro trocador de calor (5) é fixado a um canal (10) da referida pastilha de atrito (4).

3. Pastilha de frenagem (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o referido módulo termoelétrico é inteiramente integrado no referido furo.

4. Pastilha de frenagem (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o referido furo vazado (3) tem uma primeira abertura de extremidade (3a) em uma superfície interna (2a) da referida placa traseira (2) e uma segunda aber- tura de extremidade (3b) em uma superfície externa (2b) da referida placa traseira (2) paralela à referida superfície principal interna (2a).

5. Pastilha de frenagem (1) de um veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o referido furo vazado (3) é um furo de espiga geralmente presente em uma placa traseira de tipo conhecido, em que o referido furo de es- piga é processado para integrar o referido módulo termoelétrico (6).

6. Pastilha de frenagem (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 e 5, caracterizada pelo fato de que o referido mó- dulo termoelétrico (6) está na forma de uma placa com a referida pri- meira superfície principal (6a) voltada para a referida superfície principal interna (2a) da referida placa traseira (2) e a referida segunda superfície principal (6b) voltada para a referida superfície principal externa (2b) da referida placa traseira (2).

7. Pastilha de frenagem (1), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a referida placa tem a referida pri- meira superfície principal (6a) plana e paralela à referida superfície prin- cipal interna (2a) da referida placa traseira (2) e a referida segunda su- perfície principal (6b) plana e paralela à referida superfície principal ex- terna (2b) da referida placa traseira (2).

8. Pastilha de frenagem (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 e 7, caracterizada pelo fato de que as referidas primeira e segunda superfícies principais (6a, 6b) do referido módulo termoelétrico (6) estão localizadas dentro do referido furo vazado (3).

9. Pastilha de frenagem (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizada pelo fato de que o referido pri- meiro trocador de calor (5) está posicionado em contato na referida pri- meira superfície principal (6a) do referido módulo termoelétrico (6) e o referido segundo trocador de calor (7) está posicionado em contato na referida segunda superfície principal (6b) do referido módulo termoelé- trico (6).

10. Pastilha de frenagem (1), de acordo com a reivindicação anterior, caracterizada pelo fato de que o referido segundo trocador de calor (7) está nivelado com a referida segunda extremidade (3b) do re- ferido furo vazado (3).

11. Pastilha de frenagem (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 e 10, caracterizada pelo fato de que o referido primeiro trocador de calor (5) se estende fora da referida primeira extre- midade (3a) do referido furo vazado (3).

12. Pastilha de frenagem (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o referido primeiro trocador de calor (5) está nivelado com uma superfície principal externa (4a) da referida pastilha de atrito (4).

13. Pastilha de frenagem (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o referido primeiro trocador de calor (5) se estende em um canal (9) de uma ca- mada inferior (8) interposta entre a referida pastilha de atrito (4) e a re- ferida placa traseira (2).

14. Pastilha de frenagem (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que pelo me- nos um dos referidos primeiro e segundo trocadores de calor (5, 7) é feito por um material que tem condutividade térmica maior do que 50 W/mK.

15. Pastilha de frenagem (1), de acordo com a reivindicação anterior, caracterizada pelo fato de que pelo menos um dos referidos primeiro e segundo trocadores de calor (5, 7) é feito por um grafite.

16. Pastilha de frenagem (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o referido furo vazado (3) compreende uma primeira seção de extremidade cilín- drica (3') incluindo a referida primeira extremidade (3a) do referido furo vazado (3) e tendo um primeiro diâmetro (D1), uma seção intermediária cilíndrica (3") tendo um segundo diâmetro (D2) maior do que o referido primeiro diâmetro (D1), e uma segunda seção de extremidade cilíndrica (3"") incluindo a referida segunda extremidade (3b) do referido furo va-

zado (3) e tendo um terceiro diâmetro (D3) maior do que o referido se- gundo diâmetro (D2).

17. Pastilha de frenagem (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o referido primeiro e segundo trocadores de calor (5, 7) têm forma cilíndrica.

18. Pastilha de frenagem (1), de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que o referido primeiro trocador de calor (5) engata a referida primeira seção de extremidade cilíndrica (3') do referido furo vazado (3) e o referido segundo trocador de calor (7) en- gata a referida segunda seção de extremidade cilíndrica (3"") do referido furo vazado (3).

19. Pastilha de frenagem, de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de que o referido primeiro trocador de calor (5) tem uma porção de extremidade cilíndrica estreita (5') que acopla a re- ferida placa traseira (2) ao redor da referida primeira seção de extremi- dade cilíndrica (3') do referido furo vazado (3).

20. Pastilha de frenagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 e 19, caracterizada pelo fato de que o referido mó- dulo termoelétrico (6) está alojado na referida seção cilíndrica interme- diária (3") do referido furo vazado (3).

21. Dispositivo de frenagem caracterizado pelo fato de que compreende uma pastilha de frenagem (1), conforme definido em qual- quer uma das reivindicações anteriores, e uma unidade de gerencia- mento de energia (12) conectada ao referido módulo termoelétrico (6), em que a unidade de gerenciamento de energia (12) compreende um controle de lógica (17), um circuito elétrico de fornecimento (13) a uma carga (14), e um acumulador de energia (15) conectado ao referido cir- cuito elétrico de fornecimento (13), em que o referido circuito elétrico de fornecimento (13) compreende uma pluralidade de comutadores (16) que comutam entre um status de mudança e um status de descarga, e o referido acumulador de energia (15) compreende uma pluralidade de capacitores (15), e em que no referido status de mudança, os referidos comutadores (16) se conectam em paralelo aos referidos capacitores (15'), e em que no referido status de descarga, os referidos comutadores (16) se conectam em série aos referidos capacitores (15').