Auto elettriche: come funziona il raffreddamento per ottenere il massimo dalla batteria

Per aumentare l'autonomia dei veicoli elettrici è necessario limitare le perdite energetiche, inclusa quella dovuta a un raffreddamento inutile

I motori elettrici sono conosciuti per la loro elevata efficienza e capacità di generare meno calore rispetto ai motori a combustione interna. Significa che sono necessari radiatori più piccoli per raffreddare questi motori. L’utilizzo di radiatori più piccoli è possibile grazie alla natura compatta dei motori elettrici, i quali non richiedono ampi condotti di raffreddamento per mantenere le temperature a livelli accettabili.

La compattezza dei motori elettrici non è l’unico fattore da considerare per garantire il corretto funzionamento del veicolo. Ci sono altre componenti essenziali come la batteria, il caricatore e l’elettronica di potenza che devono rimanere entro temperature precise e diverse tra loro per evitare danni e garantire le massime prestazioni. La gestione del raffreddamento nei veicoli elettrici è un aspetto cruciale per garantire la massima efficienza e durata delle componenti, e i costruttori stanno investendo sempre più in sistemi di raffreddamento avanzati per migliorare le prestazioni dei loro veicoli elettrici.

Come funziona il raffreddamento delle auto elettriche

Per aumentare l’autonomia dei veicoli elettrici è necessario limitare le perdite energetiche, inclusa quella dovuta a un raffreddamento inutile. In questo senso, anche se ci sono ancora alcune vetture che utilizzano l’aria forzata per gestire la temperatura della pila, quelle più potenti e costose adottano sistemi di raffreddamento a liquido più complessi e precisi.

Ad esempio, Porsche Taycan utilizza tre pompe, sei valvole e dieci sensori per gestire il raffreddamento del suo motore elettrico, garantendo una maggiore efficienza e una maggiore durata delle componenti. Alcuni produttori di automobili stanno sviluppando sistemi di raffreddamento ibridi, combinando il raffreddamento a liquido con il raffreddamento ad aria, per sfruttare i vantaggi di entrambi i sistemi e migliorare ulteriormente l’efficienza del veicolo.

La gestione del raffreddamento nei veicoli elettrici è affidata all’elettronica, in base alla modalità di guida selezionata. Ad esempio, in modalità Range, che favorisce l’autonomia del veicolo, le pompe utilizzate per il raffreddamento girano a una velocità più bassa rispetto alla modalità Sport, dove il primo obiettivo è quello di limitare la temperatura dei motori e degli inverter per ottenere la massima potenza possibile. Utilizzando il sistema di pianificazione della ricarica durante un viaggio, è possibile programmare il raffreddamento della batteria prima di fermarsi, per ottenere una rigenerazione rapida della stessa.

Questa gestione del raffreddamento è cruciale per garantire la massima efficienza e durata delle componenti del veicolo elettrico. In modalità Range, il raffreddamento viene gestito in modo da ridurre al minimo le perdite energetiche e aumentare l’autonomia del veicolo. Mentre in modalità Sport, la priorità è quella di mantenere le temperature dei componenti a livelli accettabili per garantire la massima potenza possibile. La possibilità di programmare il raffreddamento della batteria prima della ricarica permette di ottimizzare il processo di rigenerazione della stessa, per garantire una maggiore durata e una maggiore efficienza del veicolo.

Come evitare le gelate nelle stagione invernale

Le auto elettriche sono così efficienti che il calore disperso durante il loro funzionamento non è sufficiente per riscaldare l’abitacolo. Per ovviare a questo problema, si utilizzano resistenze elettriche nei condotti del climatizzatore per generare calore, ma questo comporta un consumo maggiore di energia, riducendo fino al 30% l’autonomia del veicolo nei mesi più freddi. Questo metodo di riscaldamento non è del tutto efficiente in quanto non riscalda direttamente il corpo.

Una soluzione più efficiente è rappresentata dalla pompa di calore, che è stata introdotta per la prima volta con Nissan Leaf e oggi è di serie o disponibile come opzione su molti modelli di veicoli elettrici, come Jaguar i-Pace. Questo sistema, che è utilizzato anche nelle abitazioni, funziona come un frigorifero, in quanto la compressione e la successiva espansione di un fluido in un circuito assorbe il calore dall’esterno e lo trasferisce all’interno dell’abitacolo.

La pompa di calore è molto più efficiente rispetto alle resistenze elettriche in quanto utilizza il calore presente nell’aria esterna per scaldare l’abitacolo, anziché generare calore artificialmente. Ciò significa che consuma meno energia rispetto alle resistenze elettriche e quindi non riduce significativamente l’autonomia del veicolo. Essendo un sistema più complesso rispetto alle resistenze elettriche, è in grado di regolare la temperatura in modo più preciso, garantendo un maggiore comfort per i passeggeri.

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