I sistemi di gestione termica (TMS) per i veicoli elettrici sono un settore tecnologico nuovo e in fase di ricerca di evoluzione in vari campi.

Il passaggio agli xEV aumenta il numero di componenti che generano calore rispetto ai veicoli con motore a combustione interna, il sistema di gestione termica diventa più complesso e le scene che generano calore sono più varie. Pertanto, nello sviluppo basato su apparecchiature reali, è necessaria un’enorme quantità di tempo per cercare di verificare in modo esaustivo questi aspetti. Tradizionalmente, i semiconduttori di potenza che utilizzano materiali Si sono stati il mainstream e la riduzione delle perdite è stata promossa attraverso l’ideazione di strutture di dispositivi. Negli ultimi anni sono emersi dispositivi realizzati con materiali ad ampio bandgap come SiC e GaN, che hanno portato a un’ulteriore riduzione delle perdite. La tendenza a ridurre le perdite nei semiconduttori di potenza è fonte di preoccupazione.

I tre sottosistemi trattati sono il sistema di raffreddamento del gruppo propulsore (PCS) per motori, inverter e altri componenti che richiedono il raffreddamento, il sistema di gestione termica della batteria (BTMS) che richiede raffreddamento e riscaldamento e il sistema di condizionamento dell’aria (ACS). L’architettura integrata di questo TMS è fondamentale, in quanto i problemi principali sono il miglioramento dell’efficienza del consumo energetico e dei costi, nonché la risposta all’ambiente e all’evoluzione dei veicoli elettrici. Sono stati esposti numerosi argomenti relativi alla dissipazione del calore dei semiconduttori e alla gestione termica degli assali, ma un’area che ha avuto un ruolo di primo piano è stata quella della gestione termica delle batterie per autoveicoli.

L’entità dei danni causati dagli incendi dei BEV è stata tale che la perdita di fiducia e di immagine dei produttori OEM e dei fornitori coinvolti è stata incommensurabile, e ci vuole molto impegno e tempo per riconquistare la fiducia una volta persa. Ci vogliono sforzi e tempi notevoli per riconquistare la fiducia una volta persa. Per questi motivi, l’enfasi sulla riduzione dei costi che era stata posta in precedenza dall’industria automobilistica si sta ora spostando sulla sicurezza. In questo contesto, dalla fine dell’anno scorso sono in pieno svolgimento le iniziative per una più efficace gestione termica delle batterie.

In primo luogo, si è assistito a una serie di iniziative volte a proporre materiali plastici supertecnici e materiali in silicio/silice per i materiali intercellulari e per le applicazioni legate al controllo della temperatura. I materiali resinosi ad alte prestazioni e la silice, ecc. che possono resistere a temperature fino a circa 1.200°C, stanno attirando l’attenzione per la richiesta di una resistenza al calore in grado di sopportare temperature di circa 1.000°C durante il thermal runaway. In particolare, quest’anno sono stati proposti nuovi concetti, come l’uso della ceramica come materiale intercellulare, e sono state avanzate proposte per una varietà di tecnologie concettuali nella gestione termica.

Inoltre, è stata proposta una tecnologia chiamata “Immersion Cooling”, che è stata proposta in Europa, Taiwan e altri Paesi dalla fine del 2023, basata sul principio che le celle sono costantemente immerse in olio refrigerante per mantenere una temperatura costante. È già stato utilizzato in alcune industrie IT per il raffreddamento dei server). Sono state individuate diverse sfide per la sua applicazione pratica nei veicoli, ma è stata proposta dai fornitori globali di lubrificanti TotalEnergies e Castrol, oltre che da Valeo, Xing Mobility e altri.