In questi anni si sta assistendo a una crescente diffusione di veicoli elettrici, spinta anche dalla decisione dell’UE di bandire dal 2035 la vendita di automobili con motori a combustione interna. Una scelta ancora passibile di revisione, ma che delinea comunque un preciso orientamento, tanto che nel 2023 le auto elettriche vendute in Europa sono state più di due milioni.
Quasi tutti i veicoli elettrici attuali sono dotati di batterie agli ioni di litio, che offrono una densità di energia elevata ed erogano la quantità considerevole di corrente necessaria al funzionamento dei motori elettrici.
Questa tecnologia presenta, però, anche alcune criticità, relative soprattutto alle temperature di esercizio delle celle. Il loro funzionamento ottimale, infatti, è garantito se i valori restano in una fascia compresa tra i 15 e i 35 °C. Sopra e sotto questo intervallo si possono verificare un decadimento delle prestazioni delle batterie e problemi di sicurezza. Uno dei rischi maggiori è il cosiddetto “thermal runaway”, un fenomeno di surriscaldamento progressivo di un numero crescente di celle che, nei casi più gravi, può portare all’incendio del veicolo.
Tutto ciò spiega come sulle auto elettriche, così come su quelle ibride, sia essenziale l’adozione di un Thermal Management System, ossia di un dispositivo che monitori e gestisca le temperature delle batterie. Questo fa sì che esse rimangano sempre all’interno dell’intervallo di funzionamento corretto. Una funzione che resterà essenziale anche in futuro, quando saranno adottate batterie di tecnologie differenti, per esempio quelle con elettrolita solido anziché liquido, oggi in fase sperimentale.
Una gamma completa
UFI Filters, consapevole dell’importanza sempre crescente che questi componenti avranno nei prossimi anni, nel 2022 ha creato una propria Business Unit dedicata ai sistemi di Thermal Management. Presente nel settore degli scambiatori di calore per il primo equipaggiamento già dal 2010, UFI Filters si è specializzata nella progettazione, sviluppo e realizzazione di scambiatori di calore in alluminio, prodotti con la tecnica della brasatura sottovuoto.
Questo processo permette di ottenere un prodotto interamente di alluminio, sovrapponendone le piastre in un forno sottovuoto che evita il rischio di ossigenazione, rendendo superflua l’aggiunta di altri materiali, necessari invece nella metodologia di lavorazione a forno aperto. Lo scambiatore così ottenuto è più leggero, efficiente e pulito rispetto ai tradizionali sistemi in acciaio.
Oggi UFI Filters propone sette linee di prodotti dedicati alla gestione termica di veicoli elettrici, ibridi e dotati di motori a combustione. Adatti a sistemi di propulsione di tutti i tipi (termici, ibridi ed elettrici) sono gli scambiatori dell’olio per la trasmissione e i condensatori raffreddati a liquido.
Destinati ai soli veicoli con propulsore a combustione sono gli scambiatori per l’olio motore; a quelli ibridi ed elettrici, le coolant flow valve, che modificano il percorso del liquido di raffreddamento in base ai bisogni termici della batteria, dei motori elettrici, degli e-axle e dell’elettronica di potenza, i battery chiller e i coolant battery heater, fondamentali per mantenere sotto controllo le temperature del pacco batteria in base alle sue condizioni di esercizio.
Ai soli veicoli elettrici sono, infine, dedicati gli scambiatori di calore per e-axle, unità che integrano in una sola struttura motore elettrico, trasmissione, inverter ed elettronica di controllo.
Gli scambiatori di calore destinati agli e-axle rivestono un ruolo fondamentale nell’ottimizzazione delle temperature della trasmissione e del motore elettrico. Inoltre, garantiscono il collegamento con il resto del sistema di raffreddamento.
UFI Filters è in grado di fornire ai produttori di EV sia il singolo scambiatore di calore, sia il modulo completo, che integra le funzioni di filtrazione dell’olio, gestione termica e ricircolo dell’olio della trasmissione del motore elettrico.
Per il primo equipaggiamento
L’eccellenza dei sistemi di gestione termica fa sì che UFI Filters li fornisca per il primo equipaggiamento ai maggiori produttori mondiali di autoveicoli. Per esempio, già dal 2022 adottano scambiatori di calore UFI Filters la Renault, per il motore elettrico anteriore ePT-160 da 160 kW della Mégane E-Tech, e la Nissan, che, sulla versione a trazione integrale dell’Ariya, prevede la presenza anche di un secondo scambiatore destinato al propulsore elettrico posteriore.
Anche l’Alfa Romeo, per il primo equipaggiamento delle versioni mild e plug-in hybrid del Suv Tonale ha scelto i sistemi di Thermal management UFI Filters, mentre il produttore cinese di vetture elettriche ad alte prestazioni NIO ha assegnato a UFI Filters il progetto del cooler per l’e-axle di un nuovo veicolo elettrico.
Infine, Audi e Porsche hanno adottato il sistema di raffreddamento dell’olio della trasmissione UFI Filters per le loro nuove Piattaforme Premium Elettriche (PPE) destinata a modelli di fascia alta come l’A6 e-tron, la Q6 e-tron e la Macan EV.
La gamma di prodotti per il thermal management, che comprende anche le pompe di calore alle quali dedicheremo il prossimo approfondimento, mette dunque UFI Filters in condizioni ottimali per affrontare da una posizione competitiva i cambiamenti in corso nel mondo della mobilità.
