Поскольку транспортная отрасль переходит от двигателей внутреннего сгорания (ДВС) к электромобилям (EV), производители оригинального оборудования (OEM) коммерческих и специальных транспортных средств сосредотачивают усилия на выводе на рынок своих платформ для электромобилей. Эти OEM-производители сталкиваются не просто с маргинальными инженерными решениями, а с почти революционными. Одной из конкретных проблем является эффективное управление тепловыми нагрузками в электромобилях. Управление температурным режимом, возможно, является одной из наименее заметных инноваций, но это самый передовой рубеж в транспортировке электромобилей, поскольку он определяет долговечность, производительность и безопасность электромобилей.
Будь то ДВС или электромобили, функция системы терморегулирования в этих коммерческих автомобилях заключается в поддержании компонентов трансмиссии в желаемом температурном диапазоне. Если компонент постоянно работает за пределами этих диапазонов, срок службы компонента может быть нарушен или в серьезных случаях может произойти необратимое повреждение. При этом системы как EV, так и ICE менее эффективны при низких температурах и в жарких условиях. В холодную погоду хорошо спроектированная система управления температурным режимом позволит быстро и эффективно прогреть систему, чтобы довести эти компоненты до идеального температурного диапазона. В то время как в теплую погоду эти системы необходимо поддерживать в идеальном температурном диапазоне, отводя избыточные тепловые нагрузки в окружающую среду, чтобы предотвратить повреждение этих компонентов.
Что касается различий в терморегулировании между ДВС и электромобилем, наиболее очевидным является источник тепла. В электромобиле основная тепловая нагрузка приходится на две основные области – аккумуляторную батарею (циклы зарядки и разрядки) и силовую электронику (тяговые двигатели, инверторы, преобразователи, бортовые зарядные устройства и т. д.). В то время как в автомобиле с ДВС основная тепловая нагрузка исходит от процесса сгорания, и большинство двигателей внутреннего сгорания работают наиболее эффективно в диапазоне температур 85–215 °C. В случае с электромобилями большая часть силовой электроники рассчитана на работу при более высоких температурах, 30–145 °C, но идеальная температура для большинства литий-ионных аккумуляторов составляет 25–35 °C, что намного ниже и уже. В конечном итоге это приводит к необходимости создания более сложной системы терморегулирования аккумуляторных блоков. Управление температурным режимом может включать активный контур (двухфазная система охлаждения для охлаждения ниже окружающей среды), контур нагрева для холодных погодных условий и пассивный контур (однофазное охлаждение), когда температура окружающей среды ниже температуры аккумуляторной батареи. В то время как система терморегулирования силовой электроники требует только пассивного охлаждения, при котором для охлаждения компонентов используется окружающий воздух.
Дополнительную сложность можно внести в систему управления температурным режимом электромобиля за счет объединения этих контуров, где это возможно, для эффективного управления тепловыми нагрузками и соответствия пространственным ограничениям коммерческого автомобиля. Несколько примеров достижения этого включают использование холодильной системы в режиме теплового насоса, использование отходящего тепла от тяговых двигателей и силовой электроники или некоторую комбинацию этих стратегий, когда необходимы несколько насосов и клапанов, а также сложные средства управления для направления охлаждающей жидкости и оптимизации скорости работы насосов. Напротив, система терморегулирования для обычного автомобиля с ДВС намного проще – используется один контур охлаждающей жидкости, включающий теплообменник с принудительным воздушным охлаждением.
Инновации в эффективном контроле температуры компонентов электромобилей находятся на вершине жизнеспособности электрифицированного коммерческого транспорта. Разработка системы управления температурным режимом для эффективного управления тепловыми нагрузками и системы, которая соответствует ограничениям по пространству коммерческого автомобиля и при этом надежно соответствует условиям эксплуатации в тяжелых условиях, требует специальных знаний в области управления температурным режимом. Используя более чем столетний опыт управления температурным режимом, система управления температурой батареи Modine EVantage™ (BTMS) и пакет охлаждения электроники (ECP) сочетают в себе современную запатентованную технологию теплообменника Modine с адаптированными интеллектуальными электрическими продуктами (насосы, клапаны, вентиляторы, компрессоры, нагреватели), создавая комплексное решение, подходящее для любого шасси. Благодаря включенному в комплект главному термоконтроллеру и встроенному программному обеспечению, разработанному компанией Modine, наши комплексные тепловые системы обеспечивают максимальную производительность при минимальном энергопотреблении.
