étude numérique du refroidissement par immersion d’un pack de batterie lithium-ion

Le transport représente le premier secteur émetteur de gaz à effet de serre en France. Dans cette démarche plusieurs constructeurs automobiles se sont lancés dans le domaine de l’électrique. Ces nouvelles technologies représentent la solution la plus adéquate pour la logistique urbaine et régionale. Cependant, les packs batterie présentent des contraintes comme les problèmes liés à la gestion thermique. En effet, les packs batteries actuels sont de plus en plus compacts ce qui amplifie le risque de l’emballement thermique qui se produit lorsqu’une cellule est endommagée ou lorsqu’elle dépasse une certaine température. Dans ce cas, la cellule s’échauffe spontanément ce qui peut provoquer un incendie ou une explosion. A cet issu, plusieurs techniques de refroidissement des batteries ont été développées. Nous citons le refroidissement par immersion dans un fluide diphasique isolant dans lequel baignent toutes les cellules du pack batterie. L’originalité du dispositif repose essentiellement sur les propriétés du fluide.Ce dernier possède une température d’ébullition assez basse (35 à 65 ∘^{\circ}C). Dès que la température dépasse ce seuil critique, le fluide se vaporise au niveau du point chaud, favorisant localement une forte absorption de chaleur. Ce phénomène est passif, ce qui garantit en théorie un maintien de l’extraction de la chaleur. Cette technologie consiste à bien choisir le bon fluide diphasique qu’il soit efficace sur le plan énergétique et vert sur le plan environnemental. C’est dans ce contexte ainsi qu’intervient notre travail qui consiste à étudier numériquement l’écoulement diphasique d’un liquide qui doit changer de phase pour maintenir la température, et évacuer la chaleur en situation accidentelle.Le faible espacement des cellules dans le pack induit un problème d’ébullition convective en mini canal vertical qui constitue un mode de transfert de chaleur très efficace pour dissiper les flux élevés.

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