BYD vuole portare la refrigerazione delle batterie a un livello superiore: la sua nuova patente le immerge direttamente in liquido

BYD continua a esplorare nuovi modi per gestire la temperatura dei propri sistemi di storage energetico e una delle sue ultime patenti propone una soluzione molto più radicale rispetto ai sistemi di raffreddamento a liquido attualmente in uso. L’azienda cinese ha registrato un design in cui i moduli batteria sono direttamente circondati da un liquido refrigerante, mentre l’elettronica rimane isolata in una zona asciutta.

Si tratta di una domanda di brevetto relativa a un sistema di storage statico, ma è interessante perché dimostra fino a che punto si possa spingere nella ricerca di soluzioni per controllare la temperatura delle batterie e, allo stesso tempo, tenere sotto controllo uno dei principali problemi di questa tecnologia: l’impermeabilità.

La richiesta è stata pubblicata in Cina all’inizio di questo mese di ottobre. Il documento descrive un armadio diviso in due scomparti indipendenti: uno destinato ai componenti elettrici e l’altro in cui si trovano i moduli batteria a contatto diretto con il liquido refrigerante.

BYD porta la refrigerazione per immersione un passo più avanti

La maggior parte dei sistemi attuali di raffreddamento a liquido non mette il refrigerante in contatto diretto con le celle. Il liquido circola attraverso circuiti e piastre metalliche situate accanto ai moduli, in modo che il calore generato dalla batteria venga trasmesso prima a tali superfici e successivamente al refrigerante. Si tratta di una soluzione che permette di controllare in modo piuttosto preciso la temperatura senza introdurre liquido all’interno della zona in cui si trovano le connessioni elettriche.

La patente di BYD propone un concetto diverso. I moduli batteria verrebbero immersi direttamente in un fluido refrigerante non conduttore, in modo che il liquido entri in contatto con essi e possa assorbire il calore in modo più diretto. La stessa documentazione della patente spiega che il sistema utilizza un fluido refrigerante a contatto diretto con il modulo batteria.

Il vantaggio evidente è che si riduce la distanza che il calore deve percorrere prima di raggiungere il refrigerante. Tuttavia, questa soluzione introduce un altro problema: se le batterie sono circondate da liquido, è necessario assicurarsi che tale liquido non raggiunga le connessioni elettriche, l’elettronica di controllo o l’esterno dell’armadio.

E proprio qui risiede una delle parti più interessanti della proposta di BYD. L’azienda non si limita a collocare le batterie all’interno di un contenitore pieno di liquido, ma propone di separare fisicamente la zona umida da quella secca per proteggere i componenti elettrici.

Il contenitore è diviso in due camere: nella inferiore si trovano i moduli delle batterie circondati dal fluido refrigerante, mentre nella superiore sono posizionati i componenti elettrici. Le connessioni tra le due zone devono attraversare questo confine senza creare punti deboli attraverso cui il liquido possa fuoriuscire.

La soluzione proposta consiste nel portare i cavi dalla camera in cui sono immersi i moduli verso la camera asciutta, passando per la parte superiore della zona liquida. In questo modo, il punto in cui escono le connessioni rimane lontano dalla parte inferiore del serbatoio, riducendo così la possibilità che venga a contatto diretto con il liquido. La patente specifica proprio che questa disposizione mira a diminuire il rischio di perdite e a migliorare l’impermeabilità delle connessioni.

Anche la posizione è importante dal punto di vista della pressione. Maggiore è la profondità del liquido, maggiore è la pressione esercitata sulle pareti e sui punti di sigillamento. Pertanto, posizionare le connessioni in un punto più elevato permette di ridurre lo sforzo che deve sopportare l’area di tenuta.

Il concetto è particolarmente interessante perché risolve un problema che sorge proprio quando si utilizza la refrigerazione per immersione. Non basta utilizzare un liquido che non sia conduttore di elettricità: è necessario inoltre progettare con cura il contenitore, i sigilli e tutte le zone attraverso cui devono passare cavi e connessioni.

BYD utilizza già sistemi avanzati di gestione termica nei suoi prodotti attuali, sebbene l’architettura di questa patente sia diversa. L’azienda impiega la sua tecnologia Blade Battery nei sistemi di storage e nelle sue auto elettriche, mentre altri produttori come CATL ricorrono a diverse soluzioni di refrigerazione liquida per controllare la temperatura delle loro batterie.

Negli sistemi convenzionali, il refrigerante rimane all’interno di un circuito perfettamente definito e non entra in contatto diretto con le celle. La proposta riportata in CN 122868832 A modifica appunto questa relazione: il fluido refrigerante circonda direttamente i moduli della batteria, mentre l’elettronica rimane in un vano separato.

Il documento di BYD prevede inoltre diversi componenti all’interno della zona asciutta, tra cui elementi elettronici e sistemi legati alla refrigerazione. Tutto è integrato all’interno di un armadio che può far parte di un impianto per la conservazione dell’energia.