Simulazione MULTYPHYSICS termo-fluido-meccanica di celle al litio per batterie di veicoli ibridi-elettrici = Thermal-fluid-mechanical MULTYPHYSICS simulation of lithium cells for batteries of hybrid-electric vehicles

Nell’ambito del trasporto urbano ed extraurbano, le batterie al litio sono usate come fonte di energia per la propulsione di veicoli ibridi-elettrici in quanto rappresentano la migliore soluzione in un’ottica di sostenibilità ambientale. L’obiettivo di questo lavoro è lo studio del comportamento termo-fluido-meccanico di celle di batterie al litio sottoposte a diverse correnti di scarica. Si è dapprima provveduto a sviluppare un modello circuitale equivalente di una cella 23,5 Ah utilizzando il software ANSYS Fluent. Si è poi simulato il comportamento termico attraverso un’analisi CFD, validando il modello attraverso il confronto con i dati ottenuti da prove sperimentali. Successivamente è stato sviluppato un modello FEM della cella con lo scopo di ottenere i valori di tensioni e deformazioni a cui è sottoposta la cella nelle condizioni di lavoro più gravose. Si è, inoltre, reso necessario lo sviluppo di una analisi di sensitività nella quale si è osservato come il profilo di temperatura è influenzato da parametri come la geometria della cella e la temperatura dell’ambiente esterno. Infine, è stato sviluppato un modulo formato da due celle collegate in serie in modo da effettuare un confronto tra raffreddamento in serie e in parallelo.