Una gestione termica efficace garantisce massime prestazioni al tuo pacco batteria al litio

25/08/2021 – Blog, Tutto sulle batterie al litio

Le batterie al litio vengono utilizzate nelle più svariate tipologie di applicazioni: dall’automazione, alla robotica, logistica, costruzione, nautica, piattaforme, aeree fino all’agricoltura, veicoli aeroportuali e veicoli elettrici.
Ognuno di questi mezzi ha però diverse esigenze di lavoro e può dover essere impiegato a condizioni climatiche e temperature esterne differenti.

Gli effetti della temperatura sulle batterie al litio

Va da sé che la possibilità di gestione termica di una batteria al litio, diventa un aspetto funzionale di primaria importanza.
Dal momento che la temperatura a cui viene utilizzata una batteria svolge un ruolo importantissimo nella durata della stessa e nelle sue prestazioni operative, è consigliabile mantenerla entro intervalli corretti.

Una temperatura troppo bassa può ridurre la capacità della batteria, mentre una temperatura troppo elevata può causare il degrado della stessa con conseguente riduzione dei cicli di vita.

È per questo motivo che le batterie al litio che al loro interno hanno un sistema di gestione evoluto (BMS) e sistemi di riscaldamento e raffreddamento (ove necessario), garantiranno alla macchina un’ottima performance in ogni temperatura e condizione climatica di utilizzo, senza inficiare la vita stessa della batteria.

In Flash Battery, i sistemi di gestione termica sono inseriti all’interno del sistema batteria, garantendo il corretto funzionamento del pacco anche in condizioni estreme, come ad esempio a temperature minime di -30°C o massime fino a +45°C, mantenendo inalterata la durata di vita della batteria al litio e la sua efficienza.

Tipologie di sistemi di riscaldamento e raffreddamento

I sistemi di riscaldamento possono essere implementati in due differenti modalità:

Con elementi riscaldanti elettrici applicati alle celle
Con un circuito liquido

Il raffreddamento può essere invece realizzato in tre modi:

Con sistema di ventilazione forzata, per scambiare l’aria interna al pacco con quella esterna
Con sistema di condizionamento con scambio ad aria all’interno del pacco
Con sistema di condizionamento con scambio a liquido all’interno del pacco

A seconda del campo di applicazione, dello stress sul pacco batterie e dei numeri previsti nella produzione di serie, si potrà scegliere la soluzione più appropriata.

Il sistema di riscaldamento nelle batterie al litio

sistema riscaldamento batteria litio

L’utilizzo di un sistema riscaldante all’interno di una batteria al litio progettata per un veicolo ibrido o elettrico è una feature fortemente consigliata, che in Flash Battery implementiamo nella quasi totalità delle nostre batterie.

Perché abbiamo adottato questa scelta di gestione termica?

Al fine di evitare problemi di sicurezza sul pacco batteria.

Le batterie al litio hanno il limite di non potersi caricare sotto ad una temperatura di zero gradi. Inoltre, se lasciate a temperature inferiori ai 10°C la loro resistenza interna diminuisce causandone un abbassamento della tensione e, di conseguenza, una riduzione di efficienza.

Per garantire un corretto funzionamento e performance costanti anche con temperature rigide, è quindi molto vantaggioso inserire all’interno della batteria un sistema che la riscaldi.

Grazie al sistema riscaldante, una macchina collegata a rete in fase di carica può mantenere la temperatura della batteria al litio ad esempio a 15°C, ed essere quindi pronta all’uso con le massime performance.

Il sistema di riscaldamento ha poi un basso impatto sul costo complessivo della batteria e permette all’applicazione di poter sostare in luoghi aperti in qualsiasi condizione climatica.

VANTAGGI SISTEMA RISCALDANTE

→ Mantiene inalterate le prestazioni della batteria
→ Aumenta l’efficienza complessiva del mezzo
→ Permette un utilizzo immediato dell’applicazione anche dopo un periodo di inutilizzo a basse temperature
→ Ha un basso impatto su costo complessivo della batteria

Il Sistema di raffreddamento nelle batterie al litio

sistema raffreddamento batterie litio

La scelta di inserire un sistema raffreddante all’interno di un pacco batterie al litio è invece più complessa, in quanto si tratta di un aspetto particolarmente oneroso, che incide notevolmente sul costo finale della batteria e non sempre risulta funzionale.

È perciò importante un attento studio preliminare delle esigenze di lavoro dell’applicazione: di norma, se il mezzo non prevede tempi rapidi di carica o scarica e non sono previsti più cicli all’interno della stessa giornata, il sistema raffreddante non è necessario.

Se prendiamo l’esempio concreto di una spazzatrice stradale che lavora soltanto poche ore al giorno, vediamo come l’inserimento di un sistema di raffreddamento risulti poco efficace. Infatti, se la batteria viene raffreddata ma poi il mezzo resta inattivo per il resto della giornata, allora la batteria rimarrà comunque esposta alla temperatura esterna per la maggior parte del tempo e il sistema di raffreddamento integrato sarà quindi inutile.

Al contrario, risultano invece più adatte all’implementazione di un sistema di raffreddamento, tutte quelle applicazioni che sono sottoposte a un utilizzo intensivo, in cui lo stress della batteria è molto alto a causa delle numerose cariche e scariche rapide che contribuiscono all’aumento della temperatura interna.

Prendiamo ad esempio i mezzi AGV ed LGV impiegati nei sistemi di logistica, che lavorano a ciclo continuo 24/7 in paesi come Marocco, Brasile, Qatar, dove le condizioni climatiche sono particolarmente elevate: senza un sistema di raffreddamento, in queste condizioni, la durata di vita delle batterie impiegate in queste applicazioni si ridurrebbe drasticamente.

VANTAGGI SISTEMA RAFFREDDAMENTO

→ Perfetto per applicazioni sottoposte ad uso intensivo che richiedono cariche o scariche rapide
→ Adatto per l’utilizzo su mezzi in cui lo stress della batteria è elevato

SVANTAGGI SISTEMA RAFFREDDAMENTO

→ Costo non trascurabile
→ Non funzionale per applicazioni che lavorano poche ore al giorno

Qual è la soluzione migliore per il tuo mezzo?

customizzazione batteria litio flash battery

Ogni applicazione ha specifiche esigenze e, prima di fare una scelta così importante come quella dell’acquisto di una batteria al litio, è essenziale lasciarsi affiancare da un produttore competente ed esperto, che possa fornire i giusti consigli nella scelta delle feature più adatte al mezzo che si è intenzionati a elettrificare.

Le temperature e le condizioni atmosferiche di utilizzo, così come il ciclo di lavoro dell’applicazione potrebbero essere determinanti per la scelta del sistema da utilizzare all’interno del pacco batteria (riscaldamento o raffreddamento).

La tipologia di applicazione, i suoi consumi, le sue dimensioni, gli spazi, il peso, il contesto e le modalità di utilizzo sono tutti elementi essenziali per lo studio da parte del nostro team tecnico del progetto di elettrificazione del tuo mezzo.

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