Un refroidissement efficace pour batteries de véhicules électriques
Par Benje le mercredi, juillet 11 2012, 22:19 - Nouvelles Scientifiques - Lien permanent
Source: BE Allemagne numéro 578 (5/07/2012) - Ambassade de France en Allemagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/ ... /70466.htm
Les batteries des voitures électriques possèdent une température de fonctionnement optimale comprise entre 20 et 35°C, nécessitant un système de refroidissement performant pour empêcher leur surchauffe. Deux principaux systèmes de refroidissement, par air et par eau, sont déjà disponibles sur le marché. Néanmoins, les systèmes de refroidissement par air ne permettent pas d'absorber la chaleur de manière optimale. De plus, les cellules à l'intérieur des modules de batterie doivent être suffisamment espacées les unes des autres afin d'assurer une bonne circulation de l'air, d'où une perte de place importante. Les refroidissements par eau sont, quant à eux, plus efficaces, mais nécessitent de grandes quantités de liquide, impliquant une augmentation de la masse des véhicules et donc une réduction de leur autonomie.
Dans ce contexte, des chercheurs de l'Institut Fraunhofer des technologies de l'environnement, de la sécurité et de l'énergie (UMSICHT) d'Oberhausen (Rhénanie du Nord-Westphalie) ont développé un matériau à changement de phase aux propriétés réfrigérantes dénommé "CryoSolplus". Ce dernier est constitué d'un mélange
d'eau et de paraffine, de tensioactifs stabilisants et d'un produit
antigel, le glycol. Lorsque le liquide absorbe de la chaleur, les
boulettes de paraffine contenues dans ce dernier fondent. Une fois le
liquide refroidi, les boulettes de paraffine reprennent leur forme
solide initiale. Ainsi, le CryoSolplus permet d'absorber trois fois plus
de chaleur que l'eau, réduisant la quantité
de liquide nécessaire dans le circuit de refroidissement. De plus, le
CryoSolplus est un bon conducteur de chaleur, permettant d'évacuer
celle-ci rapidement des cellules de batterie. Les coûts supplémentaires
par rapport à un système de refroidissement par eau sont de l'ordre de
50 à 100 euros.
"Lors de la phase de développement du CryoSolplus, le problème principal
consistait à assurer la stabilité de la dispersion", explique Tobias
Kappels, chercheur à l'Institut Fraunhofer UMSICHT. Ainsi, les boulettes de paraffine ne doivent ni s'agglomérer, ni se concentrer à la surface du liquide, leur densité
étant plus faible que celle de l'eau. Pour empêcher ce phénomène, les
tensioactifs stabilisent la dispersion en se fixant sur les boulettes de
paraffine et en formant une couche protectrice autour de celles-ci. Le choix des tensioactifs appropriés, résistant aux contraintes mécaniques lors du pompage du liquide et stables lors des changements de phase, a fait l'objet d'études approfondies.
La prochaine étape consistera en une série d'essais du CryoSolplus en conditions réelles sur un véhicule-test.