Raffreddamento, quanto è importante per le auto elettriche

Quando si tratta di vetture elettriche, c’è un aspetto fondamentale tanto quanto sulle auto a combustione interna: si tratta del raffreddamento. Certo le dinamiche sono differenti. In una vettura convenzionale una miscela di acqua e glicole (antigelo) raffredda il motore. Mentre una varietà di oli lubrificano il motore, gli assali e la trasmissione e in alcuni casi svolgono un secondo lavoro di raffreddamento.

Da questo punto di vista le auto elettriche appaioni più semplici dal punto di vista delle gestione termica, ma si tratta solo di apparenza. Perché se da un lato non ci sono prodotti di combustione di cui preoccuparsi, dall’altro hanno ancora bisogno di lubrificazione e i motori hanno ancora bisogno di raffreddamento, così come le batterie e l’elettronica di potenza.

Non è “semplice” raffreddamento

Quando si tratta di auto elettrica la gestione termica non è finalizzata soltanto a proteggere gli organi interni come ad esempio le batterie, ma è funzionale per trarne la massima efficienza. È un’area su cui le compagnie petrolifere si stanno sempre più concentrando come nuova fonte di business.

Ad esempio Petronas Lubricants International sviluppa fluidi per veicoli EV. Ritiene di poter migliorare l’efficienza, con l’effetto a catena di aumentare l’autonomia, semplicemente utilizzando lubrificanti e refrigeranti appositamente sviluppati per i veicoli elettrici.

Lo spin-off Advanced Engineering del team Williams di Formula 1 sta collaborando con Castrol in un progetto quinquennale per sviluppare fluidi per la gestione termica nei veicoli elettrici. Una delle principali aree di interesse è l’immersione, tecnologia di raffreddamento sviluppata da Castrol.

Cosa cambia

La gestione termica si sta spostando dal raffreddamento indiretto dei componenti elettrici ed elettronici al raffreddamento diretto. Con il raffreddamento indiretto, i dissipatori di calore (di solito piastre in lega) assorbono il calore da una macchina, inverter o celle della batteria, e lo trasferiscono normalmente al liquido di raffreddamento pompato intorno al sistema.

Questo è inefficiente, perché solo una parte del calore viene allontanata. Con il raffreddamento diretto, il fluido è a diretto contatto con componenti elettrici come schede elettroniche, guarnizioni e componenti in rame e plastica; e affinché ciò avvenga senza causare un massiccio cortocircuito, il fluido deve essere dielettrico (incapace di condurre elettricità).

La storia diventa più complicata in quanto le trasmissioni dei veicoli elettrici sono integrate, piuttosto che separate. Quindi il fluido deve sia lubrificare gli ingranaggi che raffreddare direttamente il motore e la sua elettronica.

La ricarica ultrarapida potrebbe essere resa ancora più rapida se anche il raffreddamento della batteria e dell’attrezzatura di ricarica fosse ulteriormente migliorato. A titolo d’esempio Petronas sottolinea che la Taycan di casa Porsche impiega 41 minuti per caricarsi dallo 0% di carica, ma se fosse in grado di caricare a 350 kW fino a quando non è completamente carica, potrebbero diventare 16 minuti.

Di fatto ci sono enormi possibilità di migliorare le tempistiche concentrandosi sul raffreddamento e sui fluidi che se ne occupano.