Gestione termica delle batterie nei veicoli elettrici: analisi e confronto tra soluzioni

In un veicolo elettrico, le batterie immagazzinano l’energia necessaria ad alimentarne la propulsione e rappresentano una componente cruciale per l’influenza che hanno sulle prestazioni generali del mezzo e sul costo di produzione complessivo. Di conseguenza, è necessario garantirne massime prestazioni, durata e sicurezza, assicurando condizioni di esercizio ottimali tramite l’adozione di sistemi di controllo elettronico (Battery Management System, BMS) che supervisionino lo stato del sistema di accumulo e, in particolare, dell’unità preposta alla regolazione della temperatura delle celle (Battery Thermal Management System, BTMS). Questa tesi si propone di analizzare le principali soluzioni attualmente impiegate a riguardo; l’approccio adottato è di tipo compilativo e basato su una revisione della più recente letteratura scientifica, offrendo una panoramica esaustiva sulle tecnologie esistenti e sulle future prospettive di sviluppo. A seguito di un’introduzione sui principali tipi di batterie utilizzate negli EV, vengono approfondite le conseguenze dell’abuso termico ed i relativi effetti su efficienza, invecchiamento e sicurezza del sistema; vengono, dunque, passate in rassegna le diverse strategie di raffreddamento, tra metodi attivi e passivi, tecnologie a fluido, ad aria, materiali a cambiamento di fase (PCM), tubi di calore (heat pipes), sistemi termoelettrici (TEC/TEG) e ibridi. È, inoltre, inclusa una sezione dedicata ai metodi di controllo dei suddetti sistemi tramite opportuni sensori e algoritmi di previsione e gestione.