Presentazione di una nuova progettazione di batteria per veicoli ibridi ad alte prestazioni
Introdotti per la prima volta sul mercato a causa dei problemi legati all’ambiente e alla dipendenza dai combustibili fossili, i veicoli ibridi si dimostrano promettenti come modalità di trasporto sostenibile in grado di aumentare il risparmio di carburante e ridurre le emissioni. Per rispettare questo impegno, le aziende automobilistiche di tutto il mondo stanno lavorando ai diversi modi per far progredire questa tecnologia relativamente giovane. Uno di tali progressi è arrivato da FEV Europe, fornitore globale di servizi di sviluppo per veicoli, che ha introdotto un nuovo sistema di batterie ad alte prestazioni per veicoli ibridi utilizzando un approccio cella-modulo. Sviluppato, realizzato e testato nell’ambito del progetto ADVICE, finanziato dall’UE, il sistema di batterie offre un supporto ottimale per ibridi di potenza, vantando una densità di potenza elevata di 2 kW/kg, che consente 100 kW di potenza con soli 2 kWh di energia e un peso di soli 50 kg. FEV ha dimostrato e convalidato la fattibilità del sistema in collaborazione con Volvo Cars, l’azienda coordinatrice del progetto ADVICE. Il concetto di batteria si basa su un elemento a T centrale integrante le funzioni per la struttura meccanica della batteria, che include un raffreddamento integrato, fornendo una progettazione modulare ottimizzata in termini di costi, di peso e di imballaggio. «Si riduce così in modo significativo il numero di componenti e di fasi di assemblaggio», spiega il prof. Stefan Pischinger, amministratore delegato di FEV Group, in un comunicato stampa pubblicato sul sito web «Automotive World». «Il processo di estrusione selezionato per l’elemento strutturale a T integrante le funzioni assicura un alto grado di flessibilità, garantendo ulteriori effetti di ridimensionamento positivi per una riduzione dei costi ottimale. Inoltre, il design compatto consente l’impilamento di più moduli.»
Il sistema in dettaglio
Per fissare le celle della batteria su entrambi i lati della struttura a T è utilizzato un adesivo termoconduttivo, mentre viene applicato una verniciatura a polvere per isolare elettricamente le celle al portatore di carica a T. Particolare attenzione viene prestata allo spessore dello strato sia della verniciatura a polvere che dell’adesivo termoconduttivo. Entrambi vengono applicati in modo da garantire una resistenza di contatto termico minima tra il liquido di raffreddamento e le celle della batteria. Una schiuma di compressione autoadesiva applicata tra le celle della batteria compensa eventuali tolleranze delle celle rispetto alla lunghezza dell’elemento strutturale a T e isola elettricamente l’uno dall’altro gli alloggiamenti delle celle della batteria. I pacchi di cellule vengono fissati meccanicamente al portatore di carica a T pressandoli per una lunghezza unitaria mediante due piastre terminali e quindi applicando viti attraverso le piastre terminali stesse. In questo concetto di batteria, il cablaggio dei sensori e le unità «slave» sono installati centralmente tra i contatti delle celle mentre il flusso d’aria per il raffreddamento aggiuntivo delle celle è guidato attraverso la copertura del modulo. I condotti dell’aria corrono paralleli alle unità «slave» installate centralmente tramite strisce di metallo conduttivo denominate sbarre collettrici. La copertura del modulo contribuisce quindi anche a ridurre ulteriormente sia il numero dei singoli componenti che il peso dei moduli. L’aria che scorre attraverso i canali di raffreddamento all’interno della struttura a T mantiene fresche le celle della batteria dal lato e dal basso. Come affermato nel comunicato stampa, «l’integrazione funzionale del sistema di raffreddamento nel componente strutturale ottimizza i requisiti spaziali e il peso della batteria. Inoltre, l’innovativo sistema di raffreddamento delle sbarre collettrici consente la massima densità di potenza attraverso una gestione mirata delle temperature delle celle negli “hotspot”. ADVICE (ADvancing user acception of general purpose hybridized Vehicles by Improved Cost and Efficiency) si proponeva di aumentare la percentuale di veicoli ibridi sul mercato attraverso tecnologie che riducessero le emissioni e aumentassero l’autonomia di guida elettrica. Il progetto si è concluso a settembre 2020. Per ulteriori informazioni, consultare: pagina web del progetto ADVICE
Parole chiave
ADVICE, veicolo ibrido, batteria, cella di batteria, modulo, raffreddamento, elemento a T
