News Jeudi 19 mars 2020 - 10:04

L’impression 3D pour les motos électriques Energica Motor Company

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Le constructeur italien de motos électriques Energica Motor Company a conçu et breveté un système de refroidissement de la coquille hermétique pour ses véhicules afin de diminuer les risques de surchauffe des batteries. Des canaux spécifiques de ventilation permettent de limiter les sollicitations des batteries avec un grand bénéfice en termes de prestations du véhicule et de durée des batteries. La société CRP Technology a aidé Energica dans la recherche et développement de porte-cellules pour des essais sur des packs batterie prototypaux des motos Energica, de compétition et de route.

Une batterie au lithium polymère de haute énergie 

Les motos Energica sont dotées d’une batterie au lithium polymère de haute énergie (Li-NMC). La batterie est logée dans une coquille hermétique contenant les cellules, le Système de Gestion des Batteries (BMS – Battery Management System) et tous les dispositifs nécessaires à assurer la sécurité du véhicule. La société Energica mène en permanence des recherches sur les nouvelles cellules mises sur le marché, afin d'évaluer leur utilisation en production industrielle. Elle a collaboré avec CRP Technology, spécialiste dans le domaine de l’impression 3D professionnelle, qui a assisté l’équipe d’ingénieurs d’Energica de la première phase d’étude jusqu’à la réalisation des porte-cellules par impression 3D. 

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La technologie SLS et les matériaux composites Windform

Le cas d’application suivant montre comment CRP Technology a aidé la société italienne dans la recherche et le développement de porte-cellules pour des essais sur des packs batterie prototypaux des motos de compétition et de route. L'étude a été conduite sur des cellules de type pouch (« sachet » ou « enveloppe »). Il s’agit de batteries très minces n'ayant pas un conteneur rigide. Suite aux tests et à l'analyse des fichiers 3D, CRP Technology a choisi d'utiliser le procédé de fabrication additive par frittage sélectif par laser (SLS) ainsi que le nouveau matériau composite Windform FR2 retardateur de flamme et renforcé de fibres de verre.

« Après avoir construit des prototypes fonctionnels de boîtiers de cellules de poche pour divers tests, y compris des tests routiers, il était clair que nous devrions utiliser un matériau avec des caractéristiques spécifiques, à savoir: un matériau à base de polyamide, isolé électriquement, rigide, résistant à la température et ignifuge. Le matériau Windform FR2 était le choix évident car il s’agit du seul matériau sur le marché possédant toutes ces caractéristiques », a déclaré l'ingénieur Franco Cevolini, directeur technique et vice-président de CRP Technology

Des résultats excellents dans un délai réduit

Après l’étude attentive des technologies et matériels avec lesquels réaliser les pièces et la validation de la part d’Energica Motor Company, le département d'impression 3D de CRP Technology a procédé à la réalisation et livraison des porte-cellules. L’application a permis de mettre en valeur l’association parfaite de la technologie et des matériaux composites Windform. Il a ainsi été possible d’exécuter sur le pack batterie prototypal tous les essais et les analyses prévus par le protocole d’Energica dans de très brefs délais et avec des résultats excellents et très performants en ce qui concerne les propriétés mécaniques, électriques et thermiques.

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Contenu Encadré

Les problèmes observés 

L’augmentation de volume des cellules de type pouch est un enjeu très important qui ne doit pas être sous-estimé. Pendant la phase de recharge, à l’intérieur du sachet des cellules pouch, le gaz qui se forme fait augmenter leur volume. Les cellules ont ainsi tendance à « se gonfler ».

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L’augmentation de volume de la cellule à sachet engendre de la chaleur qui doit être dissipée. Comme solution à ce problème, à chaque cellule et porte-cellules (unité répétitive) a été fixée une plaque de métal qui présente deux structures latérales. La fonction de la plaque consiste à refroidir : la chaleur est transférée aux structures latérales et dissipée vers l’extérieur grâce au système de refroidissement de la coquille hermétique brevetée par Energica.

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