Vzhledem k tomu, že dopravní průmysl přechází ze spalovacích motorů (ICE) na elektrická vozidla (EV), zaměřují se výrobci originálního vybavení (OEM) užitkových a speciálních vozidel na uvedení svých platforem elektrických vozidel na trh. Tito výrobci OEM nečelí jen okrajovým technickým rozhodnutím, ale téměř revolučním rozhodnutím. Jednou z konkrétních oblastí výzvy bylo, jak efektivně řídit tepelnou zátěž v EV. Tepelný management může být jednou z nejméně viditelných inovací, ale je to nejšpičkovější hranice v dopravě EV, protože určuje životnost, výkon a bezpečnost EV.
Ať už v ICE nebo EV, funkcí systému řízení teploty v těchto užitkových vozidlech je udržovat komponenty hnacího ústrojí v požadovaných teplotních rozmezích. Pokud je komponenta trvale v provozu mimo tyto rozsahy, může být ohrožena životnost komponenty nebo v závažných případech může dojít k trvalému poškození. Díky tomu jsou systémy EV i ICE méně účinné při nízkých teplotách a horkém prostředí. V chladném počasí by dobře navržený systém tepelného managementu umožnil rychlé a efektivní zahřátí systému, aby se tyto komponenty dostaly do jejich ideálního teplotního rozsahu. Zatímco v teplém počasí musí být tyto systémy udržovány v ideálním teplotním rozsahu tím, že se zabrání nadměrnému tepelnému zatížení životního prostředí, aby se zabránilo poškození těchto součástí.
Pokud jde o rozdíly v tepelném managementu mezi ICE a EV, nejzřetelnější je zdroj tepla. U elektromobilu je primární tepelná zátěž ze dvou hlavních oblastí – z baterie (cykly nabíjení i vybíjení) a z výkonové elektroniky (trakční motory, měniče, měniče, palubní nabíječky atd.). Zatímco ve vozidle ICE je primární tepelná zátěž ze spalovacího procesu a většina spalovacích motorů pracuje nejúčinněji v teplotním rozsahu 85 °C – 215 °C. V případě elektromobilů je většina výkonové elektroniky navržena pro provoz při vyšších teplotách, 30 °C – 145 °C, ale ideální teplota pro většinu lithium-iontových baterií je 25 °C – 35 °C, což je mnohem nižší a užší teplota. To v konečném důsledku vede k potřebě sofistikovanějšího systému řízení teploty pro bateriové sady. Tepelný management může zahrnovat aktivní smyčku (dvoufázový chladicí systém pro chlazení pod okolním prostředím), topnou smyčku pro chladné počasí a pasivní smyčku (jednofázové chlazení) pro případy, kdy je okolní teplota nižší než teplota baterie. Zatímco systém řízení teploty pro výkonovou elektroniku vyžaduje pouze pasivní chlazení, kde se k chlazení komponent využívá okolní vzduch.
Do systému tepelného managementu EV může být zavedena další složitost tím, že se tyto smyčky spojí tam, kde je to možné, k efektivnímu řízení tepelné zátěže a přizpůsobení se prostorovým omezením užitkového vozidla. Několik příkladů, jak toho dosáhnout, zahrnuje použití chladicího systému v režimu tepelného čerpadla, využívající odpadní teplo z trakčních motorů a výkonové elektroniky, nebo nějakou kombinaci těchto strategií, kde je zapotřebí více čerpadel a ventilů, stejně jako komplexní ovládací prvky pro směrování chladicí kapaliny a optimalizaci otáček čerpadla. Na rozdíl od toho je systém tepelného managementu pro konvenční vozidlo ICE mnohem jednodušší – používá jedinou chladicí smyčku obsahující výměník tepla, který je chlazen vzduchem s nuceným oběhem.
Inovace v účinném řízení teplot komponent EV jsou na vrcholu životaschopnosti elektrifikovaných komerčních vozidel. Navrhování systému tepelného managementu pro efektivní řízení tepelné zátěže a systému, který vyhovuje prostorovým omezením užitkového vozidla a přitom spolehlivě vyhovuje prostředí těžkého provozu, vyžaduje specializované znalosti tepelného managementu. Modul Modine EVantage™ Battery Thermal Management System (BTMS), Electronics Cooling Package (ECP), využívající více než sto let zkušeností s tepelným managementem, kombinuje nejmodernější, patentovanou technologii výměníků tepla Modine s přizpůsobenými, inteligentními elektrickými produkty (čerpadla, ventily, ventilátory, kompresory, ohřívače) a poskytuje kompletní řešení navržené tak, aby vyhovovalo jakémukoli podvozku. Díky hlavnímu regulátoru teploty a firmwaru vyvinutému společností Modine je prokázáno, že naše kompletní tepelné systémy poskytují maximální výkon při nejnižší spotřebě energie.
