Khi ngành vận tải đang chuyển đổi từ Động cơ đốt trong (ICE) sang Xe điện (EV), các Nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) dành cho xe thương mại và xe chuyên dụng đang tập trung vào việc đưa nền tảng xe điện của họ ra thị trường. Các OEM này không chỉ phải đối mặt với những quyết định kỹ thuật cận biên mà còn phải đối mặt với những quyết định gần như mang tính cách mạng. Một lĩnh vực cụ thể của thách thức là làm thế nào để quản lý hiệu quả tải nhiệt trong xe điện. Quản lý nhiệt có thể là một trong những cải tiến ít được nhìn thấy nhất, nhưng nó là bước tiến tiên tiến nhất trong vận tải xe điện vì nó quyết định tuổi thọ, hiệu suất và độ an toàn của xe điện.
Dù ở dạng ICE hay EV, chức năng của hệ thống quản lý nhiệt trên các phương tiện thương mại này là giữ cho các bộ phận của hệ thống truyền động ở phạm vi nhiệt độ mong muốn. Nếu một bộ phận liên tục hoạt động ngoài phạm vi này thì tuổi thọ của bộ phận đó có thể bị ảnh hưởng hoặc có thể xảy ra hư hỏng vĩnh viễn trong những trường hợp nghiêm trọng. Cùng với đó, cả hệ thống EV và ICE đều kém hiệu quả hơn ở nhiệt độ lạnh và môi trường nóng. Trong thời tiết lạnh, hệ thống quản lý nhiệt được thiết kế tốt sẽ cho phép làm nóng hệ thống nhanh chóng và hiệu quả để đưa các bộ phận này về phạm vi nhiệt độ lý tưởng. Trong khi đó, khi thời tiết ấm áp, các hệ thống này cần được duy trì trong phạm vi nhiệt độ lý tưởng bằng cách loại bỏ lượng nhiệt dư thừa ra môi trường để tránh làm hỏng các bộ phận này.
Xét về sự khác biệt về quản lý nhiệt giữa ICE và EV, rõ ràng nhất là nguồn nhiệt. Trong xe điện, tải nhiệt chính đến từ hai khu vực chính – bộ pin (cả chu kỳ sạc và xả) và thiết bị điện tử công suất (động cơ kéo, bộ biến tần, bộ chuyển đổi, bộ sạc tích hợp, v.v.). Trong khi đó ở xe ICE, tải nhiệt chính là từ quá trình đốt cháy và hầu hết các động cơ đốt trong hoạt động hiệu quả nhất trong khoảng nhiệt độ 85°C – 215°C. Trong trường hợp xe điện, hầu hết các thiết bị điện tử công suất được thiết kế để hoạt động ở nhiệt độ cao hơn, 30°C – 145°C nhưng nhiệt độ lý tưởng cho hầu hết các bộ pin lithium-ion là 25°C – 35°C, nhiệt độ này thấp hơn và hẹp hơn nhiều. Điều này cuối cùng dẫn đến nhu cầu về một hệ thống quản lý nhiệt phức tạp hơn cho bộ pin. Quản lý nhiệt có thể bao gồm vòng lặp chủ động (hệ thống làm lạnh hai pha để làm mát môi trường xung quanh), vòng sưởi ấm trong điều kiện thời tiết lạnh và vòng lặp thụ động (làm mát một pha) khi nhiệt độ môi trường thấp hơn nhiệt độ của bộ pin. Trong khi đó, hệ thống quản lý nhiệt cho thiết bị điện tử công suất chỉ yêu cầu làm mát thụ động, trong đó không khí xung quanh được sử dụng để làm mát các bộ phận.
Độ phức tạp bổ sung có thể được đưa vào hệ thống quản lý nhiệt của xe điện bằng cách kết hợp các vòng này nếu khả thi để quản lý hiệu quả tải nhiệt và phù hợp với giới hạn về không gian của xe thương mại. Một vài ví dụ để đạt được điều này bao gồm việc sử dụng hệ thống làm lạnh ở chế độ bơm nhiệt, tận dụng nhiệt thải từ động cơ kéo và thiết bị điện tử công suất hoặc kết hợp các chiến lược này khi cần nhiều máy bơm và van, cũng như các điều khiển phức tạp để định tuyến chất làm mát và tối ưu hóa tốc độ bơm. Ngược lại, hệ thống quản lý nhiệt cho xe ICE thông thường đơn giản hơn nhiều – sử dụng một vòng làm mát duy nhất bao gồm một bộ trao đổi nhiệt được làm mát bằng không khí cưỡng bức.
Những đổi mới trong việc kiểm soát nhiệt độ hiệu quả của các bộ phận xe điện đang ở đỉnh cao trong việc biến các phương tiện thương mại điện hóa trở nên khả thi. Việc thiết kế một hệ thống quản lý nhiệt để quản lý hiệu quả các tải nhiệt và một hệ thống phù hợp với những hạn chế về không gian của phương tiện thương mại đồng thời đáp ứng một cách đáng tin cậy môi trường vận hành hạng nặng đòi hỏi phải có kiến thức chuyên môn về quản lý nhiệt chuyên biệt. Tận dụng hơn một trăm năm kinh nghiệm quản lý nhiệt, Hệ thống quản lý nhiệt pin Modine EVantage™ (BTMS), Gói làm mát điện tử (ECP) kết hợp công nghệ trao đổi nhiệt Modine độc quyền, hiện đại với các sản phẩm điện thông minh, được thiết kế riêng (máy bơm, van, quạt, máy nén, máy sưởi) để mang đến một giải pháp hoàn chỉnh, được thiết kế để phù hợp với mọi khung máy. Với bộ điều khiển nhiệt chính đi kèm và chương trình cơ sở do Modine phát triển, hệ thống tản nhiệt hoàn chỉnh của chúng tôi được chứng minh là mang lại hiệu suất tối đa ở mức tiêu thụ điện năng thấp nhất.
