Sviluppo di una metodologia per la progettazione e la realizzazione di un battery case = Development of a methodology for the Design and construction of a battery case

Nel 2015 le Nazioni Unite hanno definito i 17 obiettivi di sviluppo sostenibile (SDG) per promuovere la prosperità economica e la salvaguardia dell’ambiente. L’approvazione dell’Agenda 2030 ha incentivato lo sviluppo di tecnologie mirate a perseguire tali obiettivi. In particolare, nel settore automotive, si sta assistendo ad una graduale crescita dell’offerta di veicoli a trazione elettrica che, di pari passo, potrà portare a cospicui ritorni sul piano economico e tecnologico. D’altro canto, ciò comporterà ingenti investimenti nelle tecnologie di fabbricazione del veicolo elettrico, nella scelta dei materiali e dei componenti avanzati e, non ultima, nella messa a punto di nuovi metodi di trasformazione e di assemblaggio che impattano sull’intera filiera. Per la realizzazione del veicolo elettrico, un componente particolarmente critico è il cosiddetto “pacco batterie” che, a propria volta, è realizzato da un sotto-componente fondamentale, il “contenitore delle batterie”, o battery-case, destinato ad alloggiare i singoli accumulatori che compongono l’intero pacco. Per motivi sia legati alla riduzione della massa del veicolo, sia alla corrosione, questo contenitore dev’essere realizzato in leghe d’alluminio e, per motivi funzionali, la sua forma geometrica deve adattarsi agli spazi allocabili allocabili all’interno del veicolo stesso. Perciò, i battery-case devono essere realizzati da più elementi di diversa foggia, sovente realizzati con leghe e tecnologie differenti (estrusi, fusi e laminati), opportunamente assemblati e saldati tra loro. Nello specifico, le giunzioni di questi elementi presentano diverse problematiche, alcune tipiche della saldatura delle leghe in alluminio altre, meno tradizionali. Infatti, oltre ad assicurare la necessaria tenuta meccanica dei giunti, occorre anche garantire che: • gli accoppiamenti tra le particolari leghe (fortemente dissimili) non presentino difetti tecnologici e microstrutturali, con particolare riferimento anche agli stress residui che possono ridurre la durata a fatica del giunto; • le deformazioni degli elementi assemblati siano estremamente contenute e le tolleranze, dimensionali e geometriche, siano rispettate; • i giunti saldati dispongano di elevata impermeabilità (IP68) e la conservino nel tempo, impedendo che liquidi esterni (refrigeranti, acqua, olii, ecc.) possano penetrare all’interno dell’involucro, con conseguente aumento della pericolosità dei materiali elettrochimici alloggiati. Il battery-case richiede quindi lo sviluppo e la messa a punto di processi di giunzione dedicati, in grado di garantire un prodotto esente da tutte le criticità elencate. L’obiettivo di questa tesi è volto dunque all’analisi tecnico-qualitativa delle peculiarità inerenti al processo produttivo che contraddistingue questo componente meccanico-strutturale.