Il settore dei veicoli elettrici è in forte espansione e i produttori stanno ampliando la propria offerta per includere sempre più vetture a batteria. Si tratta di un cambiamento importante, che determina anche lo sviluppo di tecnologie sempre più prestazionali ed efficienti.
Ecco quindi che per rendere sempre più efficienti i veicoli elettrici, è necessario garantire una corretta finestra di utilizzo delle componenti. La gestione termica è quindi necessaria per mantenere il funzionamento alla temperatura ottimale.
In generale, la temperatura di funzionamento ottimale di una batteria è simile a quella umana. In un range compreso tra 15 e 30 gradi centigradi è possibile sfruttare la potenza disponibile senza sforzi.
Tuttavia, i motori e l’elettronica di potenza necessitano di una temperatura di esercizio più elevata. Tendenzialmente si parla di temperature superiori ai 60 gradi. Questo comporta che i motori e l’inverter vengono posizionati su un circuito di raffreddamento separato da quello della batteria. Ogni produttore adotta un approccio diverso, seguendo la strada che ritiene maggiormente efficiente.
Il futuro dei veicoli elettrici passa attraverso la gestione termica delle componenti. I progettisti stanno lavorando per garantire le massime prestazioni ed efficienza.
Ecco quindi che anche la gestione termica delle componenti può diventare un fattore di differenziazione importante da un produttore all’altro. Generalmente, i motori sono raffreddati ad acqua e glicole e/o ad olio. Questa è la strategia di gestione termica dominante per la batteria.
Tuttavia, anche i motori e l’elettronica di potenza necessitano di attenzione particolare in quanto fondamentali per il funzionamento dei veicoli elettrici. Uno dei metodi più diffusi è la camicia d’acqua con cui il refrigerante scorre in una camicia attorno all’esterno dello statore. Questo permette di raffreddare gli avvolgimenti di rame dello statore, gli elementi che hanno il compito di generare i campi elettrici utilizzati per azionare il rotore.
Alcuni produttori, tra cui Audi, hanno sviluppato soluzioni differenti. La Casa degli anelli utilizza un canale raffreddato ad acqua attraverso il centro del rotore e la camicia d’acqua. Tuttavia, uno dei limiti di questa soluzione è proprio legata all’acqua glicolata e alla sua conducibilità elettrica che ne limita l’uso.
Puntando sull’evoluzione tecnologica per la dissipazione del calore, è possibile arrivare ad eliminare la camicia d’acqua dai motori. Questo comporterebbe a rendere il motore più compatto e più potente. Una soluzione attualmente in fase di sviluppo e forte crescita è l’utilizzo della lubrificazione ad olio anche nei motori elettrici. Utilizzandolo all’interno del motore, è possibile lubrificare le componenti e gestire le temperature.
Stando al report di IDTechEx, “Gestione termica per veicoli elettrici 2023-2033“, questa soluzione potrebbe diventare quella maggiormente utilizzata dall’industria automotive. I vantaggi in termini di prestazioni vanno a superare la complessità progettuale e quindi il settore si adeguerà molto presto.