Caratterizzazione sperimentale di materiali per trazione elettrica

Al giorno d’oggi, con la riduzione dei combustibili fossili sotterranei e l’aumento dell’inquinamento ambientale causato dalla loro combustione, i veicoli elettrici stanno diventando sempre più attraenti e popolari. Essi si sono sviluppati rapidamente come mezzo di trasporto alternativo a causa dei numerosi vantaggi: nessun inquinamento, bassa rumorosità, alta efficienza e convenienza. Come fonte principale di alimentazione i veicoli elettrici sfruttano le batterie elettriche, inserite opportunamente in uno specifico pacco batteria. La ricerca presente nel seguente lavoro di tesi, svolta in collaborazione con il Centro Ricerche Fiat S.C.p.A., presenta come obiettivo la caratterizzazione sperimentale di quattro diverse famiglie di materiali impiegati nei pacchi batteria, più precisamente utilizzati come divisorio tra due celle oppure come protezione dell’elettronica presente. Lo studio sperimentale dei suddetti materiali si concentra sull’applicazione della tecnica di “termografia pulsata” (PT), in cui il campione ispezionato viene stimolato da un impulso di calore attraverso una specifica fonte di alimentazione (laser) per una durata di tempo limitata con conseguente registrazione della variazione di temperatura sulla superficie del campione stesso attraverso una termocamera. Per ciascun materiale indagato alla temperatura ambiente, a valle di ogni prova, è possibile registrare le informazioni in termini di temperatura al variare del tempo e identificare, attraverso le indicazioni presenti in normativa, il valore di diffusività termica. A partire dalla diffusività termica si stima la conducibilità termica, parametro considerato come indice di prestazione nel confronto tra i numerosi materiali che verranno analizzati. In un secondo momento la procedura precedentemente descritta verrà nuovamente applicata ai vari materiali dopo aver preriscaldato i singoli provini in un forno a Muffola. In tal modo sarà possibile analizzare il comportamento di ciascun campione ad un valore di temperatura diverso da quello ambiente e studiare inoltre come cambia la conducibilità termica al variare della temperatura. Per definire ed impostare i parametri dell’impulso laser per ciascuna prova verrà utilizzato il software Multides, mentre per gestire correttamente i dati estrapolati dalla termocamera verrà utilizzato il software ResearchIR. Dal seguente software è possibile esportare i file in formato “.csv” in ambiente Matlab per un’adeguata manipolazione dei dati raccolti. Dopo aver concluso lo studio sperimentale con l’identificazione dei risultati di interesse, sarà proposto un modello simulato che consentirà di ottenere degli andamenti di temperatura ipotizzando di modellare delle prove di termografia attiva. In tal senso, verranno confrontati gli andamenti sperimentali ottenuti per una specifica famiglia di materiali con gli andamenti simulati ricavati dal modello, in modo da poter sottolineare da un lato la bontà del modello stesso e dall’altro, la possibile applicabilità ad una vasta gamma di materiali sottoposti a prove sperimentali in termografia attiva.