Amélioration des matériaux pour brasage sans flux de l'aluminium et de la technologie des procédés pour la fabrication d’échangeurs de chaleur de pointe pour le refroidissement des batteries

Promoteur principal : Dana Canada Corporation
Lieu : Oakville (Ontario)
Contribution de l’Initiative : 1 864 069 $
Total du projet : 2 283 000 $

Contexte du projet :

L’amélioration de la modulation thermique des batteries au lithium-ion est essentielle pour en préserver la durée de vie et leur assurer un fonctionnement fiable et est un facteur habilitant important pour l’adoption par le marché des batteries et des véhicules hybrides électriques. La société Dana Canada Corporation, fournisseur d’échangeurs de chaleur compacts haute performance pour les applications dans les véhicules de tourisme et les véhicules utilitaires légers, avait mis au point de nouveaux refroidisseurs de batterie pour gérer l’excédent de chaleur produit pendant la recharge et la décharge des batteries. Les systèmes de batteries exigent un niveau exceptionnel de propreté et d’absence de la moindre trace de contamination ionique, et les configurations privilégiées exigent le brasage de panneaux d’aluminium extrêmement fins présentant des joints internes de grande surface. Les produits d’échangeur de chaleur de première génération de Dana pour le refroidissement des batteries étaient fondés en grande partie sur sa technologie exclusive existante de brasage sans flux de l'aluminium, déjà commercialisée pour la fabrication d’échangeurs de chaleur traditionnels. Ces produits de refroidissement des batteries étaient les meilleurs sur le marché. Toutefois, plusieurs défis se sont révélés dans la fabrication de ces produits, entre autres la nécessité d’améliorer le rendement du système de brasage sur les matériaux de calibre très mince, de réaliser des économies environnementales, d’accroître la vitesse de traitement et de réduire les coûts.

Reconnaissant la nécessité de relever ces défis, Dana Canada a proposé le projet « Amélioration des matériaux pour brasage sans flux de l'aluminium et de la technologie des procédés pour la fabrication d’échangeurs de chaleur de pointe pour le refroidissement des batteries » aux fins de financement par l’Initiative écoÉNERGIE Innovation. Le projet a reçu 1 269 000 $ pour améliorer les technologies constituant le processus de brasage d’aluminium sans flux pour les applications de refroidissement de batteries.

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Membres de l’équipe de Dana Canada. Photo prise en octobre 2015 dans le laboratoire à rayons X nouvellement ouvert dans le Centre technique de Dana à Oakville, en Ontario

Résultats :

Dana Canada est parvenue à un processus amélioré de brasage de l’aluminium sans flux, qui présente un meilleur rendement de brasage de même que des économies environnementales et financières pour la fabrication des produits de refroidissement de batteries de prochaine génération.

En collaboration avec l’Université de Waterloo, en Ontario, et l’Université Dalhousie, en Nouvelle-Écosse, on a mis au point de nouvelles méthodes de caractérisation du matériel et d’analyse thermique pour l’étude quantitative de divers systèmes de matériaux d’aluminium et diverses sensibilités dans le processus de fabrication. Ces travaux ont renforcé la compréhension fondamentale qu’avait Dana du processus de brasage sans flux et ont permis la mise au point d’une formulation plus écologique de promoteur de brasage et d’un processus permettant un brasage plus rapide et plus efficace.

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Membre de l’équipe de Dana Canada effectuant des évaluations au microscope électronique à balayage (MEB) dans le Centre technique de Dana à Oakville, en Ontario

En utilisant les connaissances fondamentales acquises, Dana Canada a réussi à mettre au point, à optimiser et à valider un nouveau processus de brasage sans flux dans des conditions de production pilotes. On a entre autres mis au point une ligne de placage pilote, des procédures et des spécifications pilotes de contrôle du processus de même que des procédures d’exploitation conformes aux principes de protection de l’environnement et de santé et sécurité. Des évaluations au niveau du produit réalisées sur différentes plateformes de produit ont démontré que le rendement du nouveau processus est aussi bon, sinon légèrement meilleur, que le processus de production actuel. Même si cela ne faisait pas partie de la portée du projet, on a réduit de 50 p. 100 le taux de déchets de production lorsque les méthodes de caractérisation mises au point pendant le projet ont été mises en œuvre dans la fabrication des produits de refroidissement de batteries existants.

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 entraîneront une amélioration du processus de fabrication offrant un meilleur rendement de production de même que des économies environnementales et financières pour les systèmes de modulation thermique des batteries de prochaine génération. Cela renforcera le leadership mondial du Canada dans les technologies propres, améliorera l’adoption des véhicules électriques par le marché et réduira les émissions de GES au Canada.

Prochaines étapes :

Expansion du projet afin de commercialiser et de déployer la technologie améliorée de fabrication des refroidisseurs de batteries de prochaine génération.

 

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