Realizzazione in additive manufacturing di un sistema di testing per sistemi di raffreddamento di pacchi batteria a convezione forzata

Le attività descritte in questo rapporto tecnico sono incentrate sulla progettazione e manifattura di un set-up sperimentale personalizzato per lo studio del raffreddamento ad aria forzata di celle batteria agli ioni di litio utile alla validazione di un modello elettrotermico di un modulo di un pacco batteria. Il sistema è stato progettato utilizzando l’approccio del System Engineering definito Requirement-Functional-Logical-Physical, in cui il sistema viene inizialmente concepito ad alto livello di astrazione, definendo le sue funzioni primarie e la sua architettura logica, e successivamente modellato virtualmente secondo le linee guida definite dai requisiti identificati. Il primo step percorso riguarda l’identificazione di un set iniziale di requisiti attraverso l’analisi Black Box, che studia il sistema da progettare definendo il suo ciclo di vita, gli attori che interagiscono con esso e le sue modalità operative. Dopo l’integrazione dei requisiti in ambiente Matlab/Simulink, la metodologia prevede lo sviluppo dei diagrammi logico/funzionali i quali determinano le funzioni principali da svolgere e i componenti che compongono il sistema. Nell’ultima fase, i requisiti e le architetture sviluppate guidano la modellazione virtuale del sistema, effettuata in ambiente Solid Works Dassault. Alla fase di progettazione è seguita la fase di realizzazione di un prototipo attraverso l’integrazione sia di componenti disponibili in commercio sia attraverso la realizzazione di componenti custom usufruendo della tecnologia di Additive Manufacturing. Infine, il sistema è stato testato attraverso un test di rilassamento termico in cui un modulo composto da quattro celle in serie è raffreddato attraverso quattro variando la modalità di funzionamento della ventola.