Los sistemas de gestión térmica (TMS) para vehículos eléctricos constituyen un nuevo campo tecnológico y están experimentando una búsqueda de evolución en diversos ámbitos.

El paso a los xEV aumenta el número de componentes generadores de calor en comparación con los vehículos con motor de combustión interna, el sistema de gestión térmica se hace más complejo y sus escenas generadoras de calor son más diversas. Por lo tanto, en el desarrollo basado en equipos reales, se necesita una enorme cantidad de tiempo para intentar verificar exhaustivamente estos aspectos. Tradicionalmente, los semiconductores de potencia que utilizan materiales de Si han sido la corriente principal, y se ha promovido la reducción de pérdidas mediante el diseño de estructuras de dispositivos. En los últimos años, han aparecido dispositivos fabricados con materiales de banda prohibida ancha, como el SiC y el GaN, que han permitido reducir aún más las pérdidas. La tendencia a reducir las pérdidas en los semiconductores de potencia es motivo de preocupación.

Los tres subsistemas cubiertos son el sistema de refrigeración de la cadena cinemática (PCS) para motores, inversores y otros componentes que requieren refrigeración, el sistema de gestión térmica de la batería (BTMS) que requiere refrigeración y calefacción, y el sistema de aire acondicionado (ACS). La arquitectura integrada de este TMS es clave, ya que las principales cuestiones son mejorar la eficiencia del consumo energético y el coste, y responder al medio ambiente y a la evolución de los VE. Hubo numerosas exposiciones sobre temas relacionados con la disipación térmica de los semiconductores y la gestión térmica del eje electrónico, pero un área que ocupó un lugar destacado fue el “campo de la gestión térmica de las baterías de automoción”.

La magnitud de los daños causados por los incendios de BEV fue tan grande que la pérdida de confianza y de imagen de los OEM y proveedores implicados fue inconmensurable, y cuesta mucho esfuerzo y tiempo recuperar la confianza una vez perdida. Se necesita mucho esfuerzo y tiempo para recuperar la confianza una vez perdida. Por estas razones, el énfasis en la reducción de costes que antes se ponía en la industria del automóvil se está desplazando ahora hacia la seguridad. En este contexto, desde finales del año pasado se está avanzando hacia una gestión térmica más eficaz de las baterías.

En primer lugar, se han propuesto plásticos de superingeniería y materiales de silicio/sílice para materiales intercelulares y aplicaciones relacionadas con el control de la temperatura. Los materiales de resina de alto rendimiento y sílice, etc., que pueden soportar temperaturas de hasta unos 1.200°C, están atrayendo la atención en medio de la demanda de resistencia al calor capaz de soportar temperaturas de unos 1.000°C durante el desbordamiento térmico. En particular, este año se propusieron nuevos conceptos, como el uso de cerámica como material intercelular, y se presentaron propuestas de diversas tecnologías conceptuales de gestión térmica.

Además, se propuso una tecnología denominada “refrigeración por inmersión”, propuesta en Europa, Taiwán y otros países desde finales de 2023, basada en el principio de que las células se sumergen constantemente en aceite refrigerante para mantener una temperatura constante. Ya se ha puesto en práctica en algunas industrias de TI para refrigerar servidores). Se han identificado varios retos para su aplicación práctica en vehículos, pero ha sido propuesta por los proveedores mundiales de lubricantes TotalEnergies y Castrol, así como por Valeo, Xing Mobility y otros.