輸送業界が内燃機関 (ICE) から電気自動車 (EV) に移行する中、商用車および特殊車両の相手先商標製品製造業者 (OEM) は、電気自動車プラットフォームを市場に投入することに注力しています。これらの OEM は、エンジニアリングに関する限界的な決断だけではなく、革命に近い決断に直面しています。課題の特定の領域は、EV の熱負荷を効率的に管理する方法です。熱管理は最も目立たないイノベーションの 1 つかもしれませんが、EV の寿命、性能、安全性を決定するため、EV 輸送における最先端のフロンティアです。
ICE であっても EV であっても、これらの商用車の熱管理システムの機能は、パワートレイン コンポーネントを望ましい温度範囲に保つことです。コンポーネントがこれらの範囲外で継続的に動作すると、コンポーネントの寿命が脅かされたり、深刻な場合には永久的な損傷が発生する可能性があります。そのため、EV と ICE の両方のシステムは、低温や高温の環境では効率が低下します。寒い天候では、適切に設計された熱管理システムにより、システムを迅速かつ効率的にウォームアップして、これらのコンポーネントを理想的な温度範囲にすることができます。一方、温暖な気候では、これらのコンポーネントへの損傷を防ぐために、環境への過剰な熱負荷を排除して、システムを理想的な温度範囲内に維持する必要があります。
ICE と EV の熱管理の違いに関して、最も明白なのは熱源です。 EV では、主な熱負荷は、バッテリー パック (充電サイクルと放電サイクルの両方) とパワー エレクトロニクス (トラクション モーター、インバーター、コンバータ、車載充電器など) の 2 つの主要領域から発生します。一方、ICE 車両では主な熱負荷は燃焼プロセスからのものであり、ほとんどの内燃エンジンは 85°C ～ 215°C の温度範囲で最も効率的に動作します。 EV の場合、ほとんどのパワー エレクトロニクスは 30 °C ～ 145 °C の高温で動作するように設計されていますが、ほとんどのリチウムイオン バッテリー パックの理想的な温度は 25 °C ～ 35 °C であり、これははるかに低く、狭いです。これにより、最終的にはバッテリー パックのより高度な熱管理システムの必要性が高まります。熱管理には、アクティブ ループ (周囲温度以下の冷却のための二相冷却システム)、寒冷気象条件用の加熱ループ、および周囲温度がバッテリー パック温度より低い場合のパッシブ ループ (単相冷却) が含まれます。一方、パワー エレクトロニクスの熱管理システムでは受動的な冷却のみが必要であり、コンポーネントの冷却には周囲の空気が利用されます。
熱負荷を効率的に管理し、商用車のスペース制約内に収まるように、これらのループを可能な限り組み合わせることで、EV の熱管理システムにさらなる複雑性が導入される可能性があります。これを実現する例としては、ヒート ポンプ モードでの冷凍システムの使用、トラクション モーターとパワー エレクトロニクスからの廃熱の利用、または複数のポンプとバルブが必要な場合のこれらの戦略の組み合わせ、および冷却剤の経路を決めてポンプ速度を最適化するための複雑な制御が挙げられます。対照的に、従来の ICE 車両の熱管理システムは非常に単純で、強制空気で空冷される熱交換器で構成される単一の冷却ループを使用します。
EV コンポーネントの温度を効率的に制御する技術革新は、電動商用車両の実用化の頂点にあります。熱負荷を効率的に管理する熱管理システムと、商用車のスペース制約に適合しながら過酷な動作環境に確実に適合するシステムを設計するには、専門的な熱管理の専門知識が必要です。 100 年以上の熱管理経験を活用した Modine EVantage™ バッテリー熱管理システム (BTMS)、電子冷却パッケージ (ECP) は、最先端の独自の Modine 熱交換器技術とカスタマイズされたスマート電気製品 (ポンプ、バルブ、ファン、コンプレッサー、ヒーター) を組み合わせて、あらゆるシャーシに適合するように設計された完全なソリューションを提供します。付属のマスター サーマル コントローラーと Modine が開発したファームウェアを備えた当社の完全なサーマル システムは、最小限の消費電力で最大のパフォーマンスを発揮することが証明されています。
