Analisi dei sistemi di raffreddamento delle batterie nei veicoli elettrici

Uno dei maggiori problemi affrontati negli ultimi anni dall'industria automobilistica è quello relativo alla riduzione delle emissioni di anidride carbonica, di particolato e gas inquinanti in atmosfera prodotti dai veicoli dotati di tradizionali motori a combustione interna: una delle possibili soluzioni su cui molti costruttori hanno deciso di investire è quella di introdurre un’alimentazione totalmente o parzialmente elettrica, il cui componente fondamentale è rappresentato dalla batteria. Uno degli aspetti cruciali da considerare è la gestione termica delle batterie, in quanto durante il funzionamento normale (sia nella fase di carica che di scarica) queste generano calore che deve essere opportunamente smaltito da un Sistema di Gestione Termico o BTMS (Battery Thermal management system). Operare nel corretto intervallo di funzionamento, che generalmente varia da 15 ℃ a 35 ℃, permette di garantire le prestazioni nominali, la longevità, l'efficienza e l'affidabilità della batteria. Senza un sistema di gestione termica la generazione di calore sarebbe incontrollata e si assisterebbe al fenomeno della deriva termica (Thermal Runaway) dove si raggiungono picchi di 500℃ con conseguenti problemi inerenti alla sicurezza, data la presenza di sostanze infiammabili che porterebbero all'insorgere di incendi e inalazione di gas pericolosi da parte degli utenti. L'obiettivo della seguente trattazione è quello di andare a discutere lo stato dell'arte delle principali soluzioni adottate in ambito automotive con i relativi vantaggi e svantaggi, quali sono i modelli utilizzati per descrivere il comportamento termodinamico di una batteria e quali sono le prospettive future.