Gestión de la producción térmica de los vehículos eléctricos

Modine y Bosch Rexroth colaborarán para la cartera de productos eLion de esta última. (Ilustración: Modine)

Bosch Rexroth y Modine colaboran para electrificar maquinaria todoterreno. Esta última desarrollará versiones de sus sistemas de gestión térmica EVantage para complementar los productos eLION de Bosch Rexroth en equipos todoterreno electrificados.

“Con la creciente tendencia hacia las máquinas móviles electrificadas, existe la necesidad paralela de gestionar eficientemente la salida térmica de estos componentes cruciales”, afirmó Zifan Liu, ingeniero de sistemas hidráulicos móviles de Bosch Rexroth. “Esta colaboración representa un esfuerzo conjunto para abordar eficazmente este problema y ofrecer a los usuarios finales la máquina más productiva posible”.

Sistemas Térmicos Avanzados de Modine ha diseñado una solución de gestión térmica totalmente integrada con refrigeración líquida para la cartera de productos eLION. Esta cartera incluye actualmente un motor eléctrico síncrono de imanes permanentes, un inversor eléctrico, un cargador integrado, un convertidor CC-CC, una unidad de distribución de energía, cables de alta tensión y un controlador. A medida que el mercado evoluciona, también lo hace el catálogo de eLION.

“Ofrecimos todos los componentes necesarios para esas máquinas, excepto el sistema térmico”, afirmó Enrique Busquets, director de Sistemas y Componentes de Ingeniería de Bosch Rexroth, Fountain Inn, Carolina del Sur. “Por ello, Bosch-Rexroth ha colaborado con empresas como Ymer, Webasto, Wolfle y Eberspacher. En Estados Unidos, elegimos a Modine para construir un prototipo de máquina, lo que nos permite demostrar cómo podemos destacar juntos en el desarrollo de sistemas térmicos. Trabajar con Modine nos proporciona una perspectiva integral del sistema, lo cual resulta muy beneficioso en muchos casos. Es más fácil para los clientes contar con un proveedor integral”.

Elgin Sweeper eligió componentes Modine para su barredora híbrida Pelican. (Foto: Modine)

A través de la iniciativa no exclusiva, Modine podrá aprovechar las capacidades de cada empresa para ayudar a sus propios clientes a comercializar sus equipos electrificados.

“Algunos están trabajando en una máquina de primera generación, mientras que otros ya están en la segunda y están optimizando el diseño”, dijo Jeremy Shiflett, Gerente de Desarrollo de Mercado de Modine Advanced Thermal Systems . “Esta colaboración les brinda la oportunidad de unir a dos empresas de clase mundial y ayudarles a desarrollar ese producto de nueva generación con mayor rapidez. Algo que todos estamos observando en el mercado actual es que los tiempos de desarrollo de productos se han acelerado. Antes nos conformábamos con dos o tres años. Ahora, estos programas pueden tardar uno o dos años como máximo antes de entrar en producción. Hay que ser rápidos y ágiles”.

El sistema de gestión térmica EVantage de la unidad de negocio de sistemas térmicos avanzados de Modine está diseñado para integrarse a la perfección con la gama de productos eLION y mantener una temperatura óptima de la batería, refrigerar los componentes electrónicos y garantizar la comodidad del operador. Para calentar las baterías y la cabina, la empresa utiliza un calentador de película fina de 10 kW. El diseño consta de un complejo sistema de capas de elementos calefactores unidos de forma segura y directa a una estructura de intercambio de calor en contacto con el refrigerante líquido.

El rendimiento de la máquina es lo primero

El primer instinto de los ingenieros de equipos es "empezar a hablar del rendimiento de las máquinas", dijo Busquets. "Cuando comprenden cómo se configuran los sistemas eléctricos, se dan cuenta de que estos necesitan refrigeración, al igual que con las máquinas hidráulicas. Hoy en día, la mayoría sabe que necesita un sistema térmico para las baterías, los motores y los inversores".

Pero mantener al operador feliz en la cabina puede agregar otra capa de complejidad: cuando las baterías proporcionan la energía, ya no es un hecho que el calor será suministrado por un motor de combustión interna o incluso un sistema hidráulico.

“Estos trabajadores operan estas máquinas durante largos períodos de tiempo”, dijo Shiflett, “y el objetivo es mantenerlos cómodos, para que la seguridad y la productividad se mantengan altas”.

“Al principio, dotar al operador de un sistema de climatización era prácticamente una prioridad”, dijo Busquets. “El rendimiento de la máquina era la prioridad. Ahora es simplemente un sistema más que se tiene en cuenta dentro de la arquitectura de la máquina, porque se sabe que es una necesidad”.

El Sistema de Gestión Térmica de Baterías de Modine con condensador refrigerado por líquido, o L-Con BTMS, combina tecnología patentada de intercambiador de calor con controles inteligentes y electrónica diseñada para soportar entornos sucios y hostiles propios de la minería, la construcción, la agricultura, las aplicaciones especializadas y el transporte. (Foto: Modine)

Para Modine, "algo que nos entusiasma mucho poder demostrar con Bosch Rexroth en este proyecto es nuestro sistema completo de gestión térmica de baterías EVantage (BTMS)", dijo Shiflett. "Además de un calefactor para la batería, también utilizamos los calefactores de alto voltaje para calentar la cabina. Estamos optimizando los sistemas con suficiente capacidad y un compresor para mantener la capacidad de refrigeración de la batería y, al mismo tiempo, ofrecer refrigeración a los pasajeros".

Encontrar el camino

Las dos empresas están trabajando actualmente para convertir un cargador de orugas compacto que ayudará a demostrar el enfoque de sistema completo para mantener la batería, la electrónica y las personas cómodas.

Shiflett y Busquets dijeron que han estado ocupados ayudando a los clientes a encontrar un camino hacia la electrificación que tenga sentido para todas las partes interesadas, y la comodidad del operador es regularmente parte de la discusión.

“En cuanto al sistema de climatización”, dijo Busquets, “lo veo como un indicador de la seriedad con la que se toman los fabricantes de equipos originales, sinceramente. Cuando se habla por primera vez de un prototipo, no se presta mucha atención a si los operadores se sienten cómodos o no; simplemente se busca que funcione y demostrar que ofrece alguna eficiencia o beneficios. El hecho de que esto ahora se esté estudiando y solicitando me hace pensar que la tecnología y su implementación en el mercado están hoy en día a un nivel superior”.