Il principio di funzionamento dei materiali compositi sviluppati dai ricercatori si basa su un metodo naturale
Sistema di progettazione del sistema di raffreddamentodescritto dagli scienziati in un articolo pubblicato sulla rivista Composites Part B: Engineering. La tecnologia aiuta a selezionare il miglior modello, dimensione e numero di canali microvascolari per rimuovere rapidamente il calore dalle batterie, oltre a ottimizzare il design per un flusso di refrigerante efficiente attraverso i canali.
“Questi compositi agiscono come un dissipatore di caloreauto con motore a combustione interna. Il liquido di raffreddamento assorbe calore e lo rimuove dalla batteria composita mentre viaggia attraverso la rete di microcanali", ha affermato EurekAlert! Ahmad Najafi, uno degli autori dello studio.
Immagine: Università Drexel
Nel processo di ottimizzazione strutturale della batteriagli ingegneri prendono in considerazione diversi parametri di progettazione, come lo spessore e la direzione delle fibre in ogni strato di fibra di carbonio, la frazione in volume delle fibre nei materiali attivi e il numero di pannelli compositi microvascolari necessari per la gestione termica.
Per ogni combinazione, i ricercatori misuranola rigidità di ogni laminato composito strutturale che raffredda la batteria per garantire che soddisfi gli standard di integrità strutturale del veicolo. Quindi simulano il consumo di energia del veicolo a varie velocità per un periodo di diversi minuti, registrando al contempo la temperatura della batteria e l'autonomia prevista del veicolo.
I ricercatori notano che il posizionamentole batterie strutturali tra gli strati di compositi microvascolari di raffreddamento possono stabilizzare la loro temperatura durante l'uso e aumentare il tempo e la gamma di potenza in cui operano. Le simulazioni fatte per la Tesla Model S hanno mostrato un aumento del 23% dell'autonomia di questo veicolo elettrico con il nuovo sistema di raffreddamento.
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