Battery Thermal Management System di un veicolo BEV e Sviluppo della Piastra di Raffreddamento = Battery Thermal Management System of a BEV and Cooling Plate Development

Il seguente lavoro di tesi è stato sviluppato con la collaborazione di TECNOCAD Engineering & Design S.r.l, azienda operante in diversi ambiti del settore automotive. Quando si parla di Veicoli Elettrici (EV), una delle tematiche più importanti da affrontare riguarda i dispositivi di accumulo dell’energia. È stato dimostrato che le performance, la sicurezza e la durabilità delle batterie agli ioni di litio (LIBs) sono strettamente correlate alla temperatura di funzionamento delle celle, pertanto, è di fondamentale importanza la progettazione di sistemi ad hoc per la gestione termica di tali dispositivi. L’obiettivo principale del progetto di tesi ha riguardato la costruzione di un modello di Battery Thermal Management System per un prototipo di Battery Electric Vehicle (BEV) progettato dall’azienda stessa. All’interno del modello sono presenti il circuito di raffreddamento/riscaldamento del pacco batteria e il circuito refrigerante, inoltre, è stato integrato un sistema di controllo di tipo PID sulle velocità del compressore e della pompa, in modo da poter raggiungere il target in termini di temperatura all’ingresso della piastra di raffreddamento. Particolare attenzione è stata posta nello sviluppo della configurazione ottimale della piastra di raffreddamento, addetta allo scambio termico con i moduli del pacco batteria. La progettazione di questo componente è stata di fondamentale importanza affinché si potesse ottenere una gestione della temperatura ottimale e uniforme all’interno del pacco batteria. L’attività di modellazione e di validazione è stata sviluppata su GT-SUITE, un software di simulazione 1D leader nel settore industriale, capace di mettere a disposizione una serie completa di librerie di componenti multi-fisici, che permettono la realizzazione di modelli accurati e con elevata fedeltà ai sistemi reali. Il modello è stato testato in diverse configurazioni andando a variare i parametri principali del sistema batteria quali la richiesta di potenza, la temperatura e lo stato di carica (SOC). I risultati ottenuti dimostrano come il sistema progettato sia in grado di gestire in maniera ottimale il pacco batteria, in termini di temperatura, in diverse condizioni operative.