Il sistema di gestione termica di un'auto è un sistema fondamentale per regolare l'ambiente dell'abitacolo e la temperatura di esercizio dei componenti, migliorando l'efficienza energetica attraverso il raffreddamento, il riscaldamento e la conduzione termica interna. In parole semplici, è come quando si usa un cerotto antipiretico per la febbre e, quando il freddo è insopportabile, una borsa dell'acqua calda per neonati. La complessa struttura dei veicoli elettrici non può essere modificata dall'uomo, pertanto il loro "sistema immunitario" gioca un ruolo vitale.
Il sistema di gestione termica dei veicoli elettrici puri contribuisce alla guida massimizzando l'utilizzo dell'energia della batteria. Riutilizzando attentamente l'energia termica all'interno del veicolo per il condizionamento dell'aria e per le batterie, la gestione termica consente di risparmiare energia della batteria, estendendo l'autonomia del veicolo, e i suoi vantaggi sono particolarmente significativi in condizioni di temperature estreme, sia calde che fredde. Il sistema di gestione termica dei veicoli elettrici puri comprende principalmente i seguenti componenti principali:sistema di gestione della batteria ad alta tensione (BMS), piastra di raffreddamento della batteria, dissipatore di calore della batteria,riscaldatore elettrico PTC ad alta tensionee sistemi di pompe di calore a seconda dei diversi modelli.
I pannelli di raffreddamento per batterie possono essere utilizzati per il raffreddamento diretto dei pacchi batteria dei veicoli elettrici puri, e possono essere suddivisi in raffreddamento diretto (raffreddamento a refrigerante) e raffreddamento indiretto (raffreddamento ad acqua). Possono essere progettati e adattati in base alla batteria per ottenere un funzionamento efficiente e una maggiore durata. Il sistema di raffreddamento a doppio circuito, con doppio fluido refrigerante e liquido di raffreddamento all'interno della cavità, è adatto al raffreddamento dei pacchi batteria dei veicoli elettrici puri, in quanto consente di mantenere la temperatura della batteria nella zona di massima efficienza e di garantire una durata ottimale della batteria.
I veicoli puramente elettrici non hanno una fonte di calore, quindi unriscaldatore PTC ad alta tensionePer riscaldare rapidamente e a sufficienza l'abitacolo di un veicolo elettrico puro è necessario un sistema con una potenza standard di 4-5 kW. Il calore residuo di un veicolo elettrico puro non è sufficiente a riscaldare completamente l'abitacolo, quindi è necessario un sistema a pompa di calore.
Potreste chiedervi perché la distinzione tra ibridi e micro-ibridi sia così importante. Il motivo di questa distinzione è il seguente: gli ibridi che utilizzano motori e batterie ad alta tensione sono più simili agli ibridi plug-in in termini di sistema di gestione termica. Pertanto, l'architettura di gestione termica di tali modelli verrà descritta più avanti nella sezione dedicata agli ibridi plug-in. Il termine micro-ibrido si riferisce principalmente a un motore da 48 V e a una batteria da 48 V/12 V, come ad esempio il generatore con avviamento a cinghia (BSG) da 48 V. Le caratteristiche della sua architettura di gestione termica possono essere riassunte nei seguenti tre punti.
Il motore e la batteria sono principalmente raffreddati ad aria, ma sono disponibili anche versioni raffreddate ad acqua e ad olio.
Se il motore e la batteria sono raffreddati ad aria, non ci sono quasi problemi di raffreddamento per l'elettronica di potenza, a meno che la batteria non sia da 12 V e si utilizzi un convertitore DC/DC bidirezionale da 12 V a 48 V; in tal caso, questo convertitore DC/DC potrebbe richiedere un sistema di raffreddamento ad acqua a seconda della potenza di avviamento del motore e della potenza di recupero del freno. Il raffreddamento ad aria della batteria può essere progettato nel circuito dell'aria del pacco batteria, controllando la ventola per ottenere un raffreddamento ad aria forzata. Questo aumenta la complessità della progettazione, ovvero la scelta del condotto dell'aria e della ventola. Se si desidera utilizzare la simulazione per analizzare l'effetto di raffreddamento della batteria con raffreddamento ad aria forzata, sarà più difficile rispetto alle batterie raffreddate a liquido, perché l'errore di simulazione del trasferimento di calore nel flusso di gas è maggiore rispetto a quello nel flusso di liquido. Se il raffreddamento è ad acqua o ad olio, il circuito di gestione termica è più simile a quello di un veicolo puramente elettrico, tranne per il fatto che la generazione di calore è minore. Inoltre, poiché il motore micro-ibrido non funziona ad alta frequenza, generalmente non vi è un'erogazione continua di coppia elevata che causa una rapida generazione di calore. C'è un'eccezione: negli ultimi anni sono stati introdotti anche motori ad alta potenza da 48 V. Tra le auto ibride leggere e quelle ibride plug-in, il costo è inferiore rispetto alle ibride plug-in, ma la capacità di azionamento è maggiore rispetto alle micro-ibride e alle ibride leggere. Ciò comporta anche un tempo di funzionamento e una potenza di uscita maggiori per il motore da 48 V, pertanto il sistema di gestione termica deve collaborare tempestivamente per dissipare il calore.
Data di pubblicazione: 20 aprile 2023
