Développement de dispositif de chauffage électrique sur pellicule épaisse pour la modulation thermique des batteries

Promoteur principal : Dana Canada Corporation
Lieu : Oakville (Ontario)
Contribution du écoEIN : 1 192 765 $
Total du projet : 1 666 000 $

Contexte du projet :

Les batteries au lithium-ion utilisées dans les véhicules électriques rechargeables et hybrides doivent fonctionner dans une plage de température étroite pour maintenir leur efficacité, leur durabilité et leur fiabilité. Afin de contrôler la température, la société Dana Canada Corporation a mis au point de nouveaux refroidisseurs de batterie pour gérer l’excès de chaleur produit lors de la recharge et de la décharge des batteries. Toutefois, la fonction et la durabilité des batteries sont aussi considérablement compromises dans les conditions climatiques froides comme celles des hivers canadiens. En conséquence, il faut améliorer les échangeurs de chaleur servant au refroidissement des batteries afin qu’ils puissent également servir au chauffage, afin d’améliorer le rendement du système de batteries lorsqu’il fonctionne dans des températures froides. La solution privilégiée emploie une technologie de chauffage sur pellicule épaisse de sol-gel appliquée directement sur les surfaces des échangeurs de chaleur. Toutefois, il y a d’importantes lacunes technologiques à combler pour adapter et intégrer cette technologie aux systèmes automobiles afin d’assurer un meilleur rendement, une plus grande durabilité et un coût moindre.

Reconnaissant la nécessité de combler ces lacunes technologiques, la Dana Canada Corporation a proposé le projet « Développement de dispositif de chauffage électrique sur pellicule épaisse pour la modulation thermique des batteries » aux fins de financement par l’Initiative écoÉNERGIE Innovation. Le projet a reçu 843 000 $ pour mettre au point et intégrer des dispositifs de chauffage sol-gel sur pellicule épaisse directement aux échangeurs de chaleur de refroidissement des batteries.

Résultats :

Dana Canada a collaboré avec la société Datec Coatings Corporation, un chef de file en matière de dispositifs de chauffage sol-gel sur pellicule épaisse, afin d’adapter et d’optimiser ces laminés de chauffage « sol-gel » pour les intégrer à la conception et à la fabrication des produits échangeurs de chaleur de Dana aux fins de modulation thermique des systèmes de batteries automobiles à haute tension.

On a mis au point un système de matériel de chauffage amélioré offrant une durabilité et un rendement supérieurs de même qu’un processus de fabrication de la pellicule chauffante rentable. Des essais d’adhésion et de cycle de vie ont été réalisés pour choisir les matériaux de chauffage optimaux et des études de cocuisson des couches de laminé sur les échangeurs de chaleur en aluminium ont été réalisées pour optimiser les paramètres du processus de fabrication et réduire le nombre d’étapes de cuisson. En outre, afin d’incorporer les dispositifs de modulation thermique des batteries au groupe motopropulseur, on a mis au point un concept de connecteur compatible peu coûteux et durable.

Le partenariat entre Dana et Datec a mené à la conception et à la mise au point de prototypes de démonstration à l’intention des clients qui intègrent avec succès la technologie de chauffage sol-gel aux échangeurs de chaleur automobiles en aluminium appliqués aux systèmes de batteries. Les prototypes de démonstration à l’intention des clients testés sur les sites de clients potentiels ont réussi les essais de durabilité du cycle de vie à long terme et ont dépassé les attentes en matière de rendement.

En outre, un nouveau laboratoire doté d’un appareil sophistiqué de tomographie 3D aux rayons X informatisé et d’un microscope électronique à balayage (MEB) a été établi chez Dana Canada. Ces outils dernier cri de caractérisation avancée ont considérablement amélioré les capacités d’analyse de Dana et accentué son avantage concurrentiel dans la mise au point des solutions de modulation thermique de prochaine génération.

Avantages pour le Canada :

Les efforts de Dana Canada engendreront de nouveaux systèmes de modulation thermique des batteries éconergétiques et peu coûteux qui amélioreront le rendement et la durée de vie des batteries et des véhicules électriques de prochaine génération. Cela renforcera le leadership mondial du Canada dans les technologies propres, améliorera l’adoption par le marché et la production des véhicules électriques et réduira les émissions de GES.

Pochaines étapes :

Poursuivre la prochaine phase du développement avec les clients potentiels afin de commercialiser la technologie pour les applications dans les batteries et les véhicules électriques de prochaine génération.

 

Pour en apprendre davantage

• Rapport public : Développement de dispositif de chauffage électrique sur pellicule épaisse pour la modulation thermique des batteries