Quale forma di cella è migliore per un'auto elettrica da Formula?

Nel mondo frenetico delle corse automobilistiche elettriche, ogni componente è spinto al limite. Il pacco batteria, cuore pulsante dell'auto e fonte principale di peso, richiede perfezione. Gli ingegneri si trovano di fronte a una decisione progettuale critica: Quale forma di cella agli ioni di litio è migliore per un'auto elettrica da formula?

La scelta tra celle cilindriche, prismatiche e a sacchetto ha un impatto diretto su potenza, peso, sicurezza e layout. In qualità di leader nelle soluzioni di batterie ad alte prestazioni, analizziamo la scelta definitiva per la pista.

I tre contendenti: tecnologie chiave a confronto

Prevalgono tre architetture cellulari, ciascuna con compromessi distinti per le applicazioni da corsa.

1. Cellule cilindriche (ad esempio, 21700, 4680)

Queste familiari celle con involucro in acciaio offrono una meccanica robusta e una produzione collaudata.

Tesla‘Il modello 3 utilizza questo tipo di batteria, che richiede un potente sistema di gestione della batteria (BMS) per massimizzarne le prestazioni.

• Punti di forza: Stabilità meccanica superiore; produzione automatizzata ed economica con elevata coerenza; gli spazi naturali tra le celle favoriscono il raffreddamento.
• Punti deboli: Minore densità di imballaggio dovuta agli spazi vuoti; peso maggiore dovuto a involucri e supporti; fattore di forma rigido.

2. Celle prismatiche

Queste celle rigide e rettangolari con involucro in alluminio sono comuni nei veicoli elettrici per uso domestico.

• Punti di forza: Miglior utilizzo dello spazio rispetto alle celle cilindriche in configurazioni modulari; facili da impilare e assemblare.
• Punti deboli: Più pesanti delle alternative a sacchetto; il potenziale rigonfiamento richiede un'attenta progettazione del modulo; problemi di interfaccia termica.

3. Cellule a sacchetto

Celle che utilizzano un imballaggio in laminato di alluminio leggero e flessibile al posto degli involucri rigidi.

• Punti di forza: Massima densità di energia e potenza in peso e volume; design leggero; forma flessibile per un imballaggio ottimale; eccellente dissipazione termica da ampie superfici.
• Punti deboli: Richiede una struttura modulare esterna per il supporto; necessita di una gestione precisa della pressione per controllare il rigonfiamento; la sigillatura è fondamentale per l'affidabilità.

Perché le celle a sacchetto vincono nelle corse di Formula elettrica

Per le esigenze estreme di una vettura da formula, le cellule a sacchetto sono le vincitrici indiscusse tra i principali team di corse. Ecco perché:

1. Rapporto peso/potenza imbattibile: Il successo nelle corse dipende da questo parametro. Le celle a sacchetto eliminano gli involucri metallici pesanti, rendendole l'opzione più leggera per unità di energia (Wh/kg) e potenza (W/kg). La riduzione del peso migliora direttamente l'accelerazione, la velocità massima e la tenuta in curva.

2. Imballaggio di qualità superiore e baricentro basso: La loro forma piatta e adattabile consente agli ingegneri di creare zaini compatti e dal profilo ribassato. I team possono posizionare questi zaini lungo il pianale del telaio per massimizzarne la capacità, abbassando drasticamente il baricentro. Ciò migliora la stabilità e l'aderenza in curva.

3. Prestazioni di scarica e rigenerazione di picco: Le celle a sacchetto presentano in genere una resistenza interna inferiore. Ciò consente di ottenere risultati mozzafiato potenza di picco in uscita e altamente efficiente frenata rigenerativa—entrambi imprescindibili per gli sprint esplosivi e il recupero di energia delle corse di formula.

4. Gestione termica efficiente: Le ampie superfici piatte delle celle a sacchetto si integrano perfettamente con le piastre di raffreddamento a liquido. Questo design dissipa il calore in modo rapido e uniforme, evitando cali di prestazioni durante i giri di qualifica più intensi o le lunghe gare.

L'imperativo dell'ingegneria

La scelta delle celle a sacchetto richiede un impegno ingegneristico avanzato. I loro vantaggi si concretizzano solo con:

• Progettazione avanzata dei moduli: Una struttura rigida e leggera deve applicare precise pressione di pila per gestire il gonfiore e garantire il contatto elettrico.
• Sistemi termici robusti: È essenziale un raffreddamento diretto e uniforme tramite piastre fredde avanzate.
• Rigoroso controllo di qualità: La coerenza tra le celle in termini di spessore, capacità e resistenza è fondamentale per l'equilibrio dello zaino in condizioni di stress estremo.

Conclusione: l'integrazione è tutto

Mentre le celle a sacchetto forniscono il massimo potenziale di prestazioni, la vittoria è assicurata a livello di sistema. La cella migliore è quella perfettamente integrata in un pacco progettato per garantire potenza incessante, raffreddamento efficiente e integrità strutturale.

Noi di LiYue Battery siamo specializzati in questa integrazione. Forniamo batterie ad altissima potenza celle a sacchetto per auto elettriche da formula e progettare soluzioni complete, tra cui moduli strutturali, sistemi di raffreddamento a liquido e un robusto BMS, per alimentare il futuro delle corse elettriche.

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