Refrigeranti critici: Perché i refrigeranti sono importanti per i veicoli elettrici?

La gestione termica è il processo di riscaldamento e raffreddamento dei sistemi del veicolo per garantire che rimangano tra i limiti operativi - sicuri, efficienti e con prestazioni ottimali. Se questo è vero per i veicoli con motore a combustione interna (ICE), lo stesso si può dire per i veicoli elettrici (EV), compresi BEV, PHEV e FCEV. In effetti, la gestione termica è uno degli aspetti più importanti da considerare nella progettazione di un veicolo elettrico.

EVoluzione della catena cinematica

A differenza di un veicolo ICE, molti tipi di veicoli elettrici non hanno combustione o gas di scarico caldi da gestire, né hanno bisogno di mantenere freddo il monoblocco per evitare danni catastrofici. Devono invece gestire una nuova serie di sfide: controllare la temperatura dei motori elettrici, delle batterie e di una miriade di sistemi ausiliari.

Per alcuni tipi di veicoli ibridi con motore a combustione o range extender, è necessario considerare anche i tradizionali sistemi di raffreddamento del motore a combustione interna (ICE).

Requisiti del sistema di raffreddamento

Quali sono i requisiti di raffreddamento dei veicoli elettrici? Un tipico veicolo elettrico avrà uno o due motori elettrici ad alta coppia. Anche se non generano un calore paragonabile a quello di un motore a combustione, producono comunque calore residuo durante il loro funzionamento, un sottoprodotto della conversione dell'energia elettrica in energia cinetica. Un raffreddamento efficace aiuta a prevenire il surriscaldamento, che può causare usura e ridurre le prestazioni.

Per fornire ai motori elettrici una quantità sufficiente di energia elettrica, richiedono una batteria di grandi dimensioni. Oggi si utilizzano quasi esclusivamente batterie agli ioni di litio. La batteria deve essere mantenuta entro un preciso intervallo di temperatura operativa per massimizzare l'efficienza delle reazioni chimiche al suo interno e prolungarne la durata.

I veicoli elettrici sono anche dotati di numerosi componenti e sottosistemi elettrici. Mantenere inverter, convertitori e altri componenti a temperature sicure è fondamentale per garantire l'affidabilità a lungo termine.

Prestazioni dei veicoli elettrici

La gestione termica consente ai veicoli elettrici di funzionare in modo più efficiente e in condizioni climatiche avverse. Ad esempio, quando fa freddo la batteria deve essere riscaldata, mentre quando fa caldo deve essere raffreddata. Questo è particolarmente importante quando si parla di autonomia. Avete notato che la batteria del vostro telefono non funziona bene quando fa freddo? Lo stesso principio si applica ai veicoli elettrici, molti dei quali incorporano un sistema di riscaldamento della batteria per ovviare a questo problema.

La longevità e la durabilità sono due delle caratteristiche più desiderate per i sistemi dei veicoli. Nei veicoli elettrici, una gestione termica efficace può ridurre l'usura e la degradazione. Ciò significa una maggiore durata dei componenti, compresa la batteria, che può essere costosa da sostituire.

Necessità di refrigeranti specializzati

Al momento di prendere in considerazione un refrigerante per veicoli elettrici, è importante utilizzare un fluido che possa essere utilizzato in modo sicuro in ambienti ad alta tensione. La maggior parte dei veicoli elettrici funziona a 360-450 Volt, con alcuni che raggiungono anche gli 800 Volt, rendendo la sicurezza elettrica una priorità assoluta per la scelta di qualsiasi materiale o fluido. Come nei veicoli ICE, anche la conduttività termica e la capacità termica sono

importanti per massimizzare il trasferimento di calore. Data la natura sostenibile dei veicoli elettrici, è logico utilizzare un refrigerante con un impatto ambientale minimo.

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