Alors que l'industrie du transport passe des moteurs à combustion interne (ICE) aux véhicules électriques (VE), les fabricants d'équipement d'origine (OEM) de véhicules commerciaux et spécialisés se concentrent sur la commercialisation de leurs plates-formes de véhicules électriques. Ces équipementiers ne sont pas seulement confrontés à des décisions d’ingénierie marginales, mais à des décisions quasi révolutionnaires. Un domaine particulier du défi a été de savoir comment gérer efficacement les charges thermiques dans les véhicules électriques. La gestion thermique est peut-être l’une des innovations les moins visibles, mais elle constitue la frontière la plus avant-gardiste dans le transport des véhicules électriques, car elle détermine la longévité, les performances et la sécurité des véhicules électriques.
Que ce soit en ICE ou EV, la fonction du système de gestion thermique de ces véhicules utilitaires est de maintenir les composants du groupe motopropulseur dans les plages de température souhaitées. Si un composant fonctionne continuellement en dehors de ces plages, sa durée de vie pourrait être compromise ou des dommages permanents pourraient survenir dans les cas graves. Ainsi, les systèmes EV et ICE sont moins efficaces à des températures froides et dans des environnements chauds. Par temps froid, un système de gestion thermique bien conçu permettrait un réchauffement rapide et efficace du système pour amener ces composants à leur plage de température idéale. Par contre, par temps chaud, ces systèmes doivent être maintenus dans leur plage de température idéale en rejetant les charges thermiques excessives vers l'environnement afin d'éviter d'endommager ces composants.
En termes de différences de gestion thermique entre le moteur thermique et le véhicule électrique, la plus évidente est la source de chaleur. Dans un véhicule électrique, la charge thermique principale provient de deux domaines principaux : le bloc de batterie (les cycles de charge et de décharge) et l'électronique de puissance (moteurs de traction, onduleurs, convertisseurs, chargeurs embarqués, etc.). Alors que dans un véhicule ICE, la charge thermique principale provient du processus de combustion, et la plupart des moteurs à combustion fonctionnent plus efficacement dans la plage de température de 85°C à 215°C. Dans le cas des véhicules électriques, la plupart des composants électroniques de puissance sont conçus pour fonctionner à des températures plus élevées, entre 30°C et 145°C, mais la température idéale pour la plupart des batteries lithium-ion est comprise entre 25°C et 35°C, ce qui est beaucoup plus bas et plus étroit. Cela nécessite finalement un système de gestion thermique plus sophistiqué pour les batteries. La gestion thermique peut inclure une boucle active (un système de réfrigération biphasé pour un refroidissement subambiant), une boucle de chauffage pour les conditions froides et une boucle passive (refroidissement monophasé) lorsque la température ambiante est inférieure à la température de la batterie. Alors que le système de gestion thermique de l’électronique de puissance ne nécessite qu’un refroidissement passif, où l’air ambiant est utilisé pour refroidir les composants.
Une complexité supplémentaire peut être introduite dans le système de gestion thermique du VE en combinant ces boucles lorsque cela est possible pour gérer efficacement les charges thermiques et s'adapter aux contraintes d'espace d'un véhicule commercial. Quelques exemples d'y parvenir incluent l'utilisation d'un système de réfrigération en mode pompe à chaleur, utilisant la chaleur perdue des moteurs de traction et de l'électronique de puissance, ou une combinaison de ces stratégies où plusieurs pompes et vannes sont nécessaires, ainsi que des commandes complexes pour acheminer le liquide de refroidissement et optimiser les vitesses des pompes. En revanche, le système de gestion thermique d'un véhicule ICE conventionnel est beaucoup plus simple : il utilise une seule boucle de liquide de refroidissement comprenant un échangeur de chaleur refroidi par air pulsé.
Les innovations dans le contrôle efficace des températures des composants des véhicules électriques sont au sommet de la viabilité des flottes commerciales électrifiées. Concevoir un système de gestion thermique pour gérer efficacement les charges thermiques et un système qui s'adapte aux contraintes d'espace d'un véhicule commercial tout en répondant de manière fiable à l'environnement d'exploitation intensif nécessite une expertise spécialisée en gestion thermique. S'appuyant sur plus de cent ans d'expérience en matière de gestion thermique, le système de gestion thermique de batterie (BTMS) Modine EVantage™ et l'ensemble de refroidissement électronique (ECP) combinent la technologie d'échangeur de chaleur Modine exclusive et de pointe avec des produits électriques intelligents et sur mesure (pompes, vannes, ventilateurs, compresseurs, chauffages) pour offrir une solution complète, conçue pour s'adapter à n'importe quel châssis. Avec le contrôleur thermique principal inclus et le micrologiciel développé par Modine, il a été prouvé que nos systèmes thermiques complets offrent des performances maximales avec la consommation d'énergie la plus faible.
