När transportbranschen övergår från förbränningsmotorer (ICE) till elektriska fordon (EV), fokuserar originalutrustningstillverkare för kommersiella fordon och specialfordon (OEM) på att få ut sina elfordonsplattformar på marknaden. Dessa OEM-tillverkare står inte bara inför marginella tekniska beslut utan nästan revolutionerande. Ett särskilt område av utmaningen har varit hur man effektivt hanterar termiska belastningar i elbilar. Termisk hantering kan vara en av de minst synliga innovationerna, men det är den mest banbrytande gränsen för elbilstransporter eftersom den avgör elbilarnas livslängd, prestanda och säkerhet.
Oavsett om det är i ICE eller EV, är funktionen för värmehanteringssystemet i dessa kommersiella fordon att hålla drivlinans komponenter i önskade temperaturområden. Om en komponent kontinuerligt arbetar utanför dessa intervall kan livslängden för komponenten äventyras, eller permanent skada kan uppstå i allvarliga fall. Med det är både EV- och ICE-system mindre effektiva vid kalla temperaturer och varma miljöer. I kallt väder skulle ett väldesignat värmeledningssystem möjliggöra snabb och effektiv uppvärmning av systemet för att få dessa komponenter till deras idealiska temperaturområde. Medan dessa system i varmt väder måste hållas inom sitt idealiska temperaturområde genom att avvisa överskottsvärmebelastningen till omgivningen för att förhindra skador på dessa komponenter.
När det gäller skillnader i värmehantering mellan ICE och EV är den mest uppenbara värmekällan. I en elbil kommer den primära värmebelastningen från två huvudområden – batteripaketet (både laddnings- och urladdningscyklerna) och kraftelektroniken (traktionsmotorer, växelriktare, omvandlare, inbyggda laddare, etc.). Medan i ett ICE-fordon kommer den primära värmebelastningen från förbränningsprocessen, och de flesta förbränningsmotorer fungerar mest effektivt i temperaturintervallet 85°C – 215°C. När det gäller elbilar är den mesta kraftelektroniken designad för att användas vid högre temperaturer, 30°C – 145°C, men den ideala temperaturen för de flesta litiumjonbatterier är 25°C – 35°C, vilket är mycket lägre och smalare. Detta skapar i slutändan ett behov av ett mer sofistikerat värmehanteringssystem för batteripaketen. Termisk hantering kan inkludera en aktiv slinga (ett tvåfas kylsystem för kylning under omgivning), en värmeslinga för kalla väderförhållanden och en passiv slinga (enfaskylning) för när omgivningstemperaturen är lägre än batteripaketets temperatur. Medan det termiska styrsystemet för kraftelektronik endast kräver passiv kylning, där omgivande luft används för att kyla komponenterna.
Ytterligare komplexitet kan introduceras till EV:s värmehanteringssystem genom att kombinera dessa slingor där det är möjligt för att effektivt hantera de termiska belastningarna och passa inom utrymmesbegränsningarna för ett kommersiellt fordon. Några exempel på att uppnå detta inkluderar användningen av ett kylsystem i ett värmepumpsläge, utnyttjande av spillvärme från traktionsmotorerna och kraftelektroniken, eller någon kombination av dessa strategier där flera pumpar och ventiler är nödvändiga, såväl som komplexa kontroller för att dirigera kylvätskan och optimera pumphastigheterna. Däremot är det termiska hanteringssystemet för ett konventionellt ICE-fordon mycket enklare – med en enda kylvätskeslinga som består av en värmeväxlare som är luftkyld med forcerad luft.
Innovationer för att effektivt kontrollera temperaturen på elbilskomponenter är i spetsen för att göra elektrifierade kommersiella fordon lönsamma. Att designa ett värmeledningssystem för att effektivt hantera de termiska belastningarna och ett system som passar utrymmesbegränsningarna i ett kommersiellt fordon samtidigt som det på ett tillförlitligt sätt möter den tunga driftmiljön kräver specialiserad värmeledningsexpertis. Med mer än hundra års erfarenhet av värmehantering kombinerar Modine EVantage™ Battery Thermal Management System (BTMS), Electronics Cooling Package (ECP) toppmodern, proprietär Modine värmeväxlarteknologi med skräddarsydda, smarta elektriska produkter (pumpar, ventiler, fläktar, kompressorer, värmare) för att leverera en komplett lösning, designad för att passa alla chassis. Med inkluderad master termisk styrenhet och Modine-utvecklad firmware har våra kompletta termiska system visat sig leverera maximal prestanda vid lägsta strömförbrukning.
