Descrizione del progetto
Nuovi refrigeranti per migliori prestazioni termiche nei sistemi di raffreddamento a immersione per veicoli elettrici
Le prestazioni dei sistemi di trazione elettrica nei veicoli elettrici plug-in è influenzata dalla densità di potenza e dall’efficienza del sistema di gestione termica della batteria del veicolo stesso, nonché dal sistema di riscaldamento e raffreddamento delle batterie. Alcuni refrigeranti innovativi possono aumentare l’effetto refrigerante e ridurre le perdite di pompaggio rispetto agli attuali sistemi di raffreddamento con batterie agli ioni di litio. Il progetto I-BAT, finanziato dall’UE, ha l’obiettivo di sintetizzare e caratterizzare dei refrigeranti minerali a base di oli con proprietà reologiche e termiche ottimali, adatte ai sistemi di gestione termica della batteria dei veicoli elettrici. I nuovi fluidi, composti da un liquido a matrice viscoelastica con vettore liquido e contenente particelle in sospensione, permetteranno di aumentare il tasso di trasferimento del calore nei sistemi di raffreddamento a immersione. Il lavoro svolto nell’ambito del progetto potrebbe condurre a miglioramenti che rivoluzioneranno il settore dei veicoli elettrici.
Obiettivo
The penetration of plug-in EVs on the world market faces considerable technological challenges. The performance of battery electric drives is influenced among other things by the power density and efficiency of the EV Battery Thermal System (BTMS), the heating and cooling system for batteries and power electronics. Lithium-ion batteries require a temperature of 15-60 °C for optimal operation, with high demands on temperature uniformity between the cells. The power density of the battery cooling systems has to be doubled compared to the state of the art to enable powerful and compact drives. The tight integration in vehicles means that only minimal cross-sections are available for the liquid coolants used. This challenge is met by innovative coolants, which have shown considerable potential for increasing the cooling effect and reducing pump losses in basic investigations. The subject of work is the synthesis and characterization of mineral oil-based coolants with optimal rheological and thermal properties suitable for EV BTMS. The novel fluids to improve heat transfer consist of a viscoelastic liquid carrier matrix with suspended nanoparticles. The dielectric nature of mineral oils allows the realization of immersion cooling systems with improved heat transfer rates compared to current devices with indirect cooling. In addition, viscoelastic additives can give the flow a controllable non-Newtonian character, resulting in reduced friction losses leading to 10-20% less pressure loss. At the same time, the selective amplification of specific types of coherent secondary flows favors a further increase in heat transfer. Overall, the proposed research aims at doubling thermal performance. The newly developed nanocoolants will be tested in a BTMS prototype to prove that these improments have the potential to revolutionize the relevant transport sector.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
Invito a presentare proposte
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H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
Meccanismo di finanziamento
RIA - Research and Innovation actionCoordinatore
91054 Erlangen
Germania