Elementi, ingegneria e competenza:
i 3 fattori per una ventilazione efficace dell'unità modulare di propulsione elettrica

Il futuro dell'industria automobilistica sta accelerando il passaggio ai veicoli elettrici. Con l'aumento dei tassi di adozione, aumentano anche le richieste per i componenti fondamentali che alimentano i veicoli elettrici, rendendoli efficienti e accessibili per coloro che desiderano passare a opzioni di trasporto alternative.

Le unità modulari di propulsione elettrica sono uno dei tanti componenti del gruppo propulsore di un veicolo elettrico. Questo meccanismo unico è fondamentale per il funzionamento del veicolo e richiede una tecnologia di ventilazione per mantenere funzionalità, efficacia e prestazioni.

Cos'è un'unità modulare di propulsione elettrica (EDM)?

Un'EDM è una combinazione di motore elettrico, cambio ed elettronica di potenza di un veicolo elettrico. Questo componente è anche noto come unità di azionamento elettrico (EDU), 3 in 1 o E-Axle, ed è spesso considerato "unico" rispetto agli altri componenti dei veicoli elettrici in quanto è un involucro chiuso a tenuta che contiene anche l'olio.

Perché è necessaria una ventilazione per i moduli di azionamento elettrici

La ventilazione svolge due funzioni chiave che aiutano a garantire che un'EDM possa funzionare come richiesto:

1. Equalizzazione della pressione: un'EDM è soggetta a variazioni di pressione dovute alle fluttuazioni della temperatura. L'equalizzazione della pressione è una funzione di sfiato fondamentale in quanto consente un flusso d'aria all'interno e all'esterno dell'involucro, proteggendo le chiusure a tenuta e le guarnizioni necessarie nel processo.
   
   
2. Controllo della contaminazione: uno sfiato efficace per EDM fornirà all'involucro una protezione contro l'infiltrazione di contaminanti come acqua, polvere e particolato.

Il funzionamento all'unisono di queste funzioni chiave è fondamentale per il successo delle prestazioni di uno sfiato. Ad esempio, l'equalizzazione della pressione potrebbe essere ottenuta semplicemente creando un

foro in un componente, tuttavia ciò non garantirebbe alcuna protezione dalla contaminazione. Uno sfiato fornisce la soluzione consentendo l'equalizzazione della pressione con la protezione richiesta.

Gli elementi e l'ingegneria: è necessario garantire che i materiali di ventilazione siano compatibili con l'EDM

Donaldson collabora con i produttori di veicoli elettrici da molti anni, pertanto siamo diventati esperti nella complessità e nell'evoluzione dei componenti a cui viene applicata la ventilazione.

Per quanto riguarda le EDM, abbiamo assistito al loro cambiamento di utilizzo, dall'impiego in fluidi di trasmissione tradizionali a quello in fluidi elettronici specifici. Tali fluidi sono formulati dai produttori di apparecchiature per garantire che i fluidi (o gli oli) utilizzati nelle EDM soddisfino i livelli richiesti di viscosità dell'olio e siano adatti alle velocità operative, alle temperature termiche e alla longevità del componente.

La natura mutevole delle EDM e dei rispettivi fluidi elettronici rappresentano una nuova sfida per la tecnologia di ventilazione. Ci sono diversi fattori chiave da considerare:

• Cambiamenti degli aerosol degli oli: le EDM utilizzano olio a bassa viscosità per garantire un efficiente trasferimento di calore; quando questo è combinato con regimi elevati si formano piccole goccioline di olio che vengono trasportate nel flusso d'aria fino allo sfiato.

• Cambiamenti dei vapori degli oli: le elevate temperature localizzate all'interno dell'EDM creano maggiori livelli di vapore di olio. Tale vapore viaggia verso lo sfiato durante i differenziali di pressione positivi.

• Aspettative di longevità: il livello dell'olio di un'EDM è spesso "riempito a vita", rendendo superflue le attività di cambio dell'olio. Gli utilizzatori non vogliono arrestare il componente semplicemente per apportare modifiche allo sfiato, con conseguenti aspettative di maggiore longevità per la tecnologia di ventilazione.

• Additivi per fluidi "nuovi": le prestazioni di uno sfiato varieranno a seconda della formulazione del fluido elettronico e delle condizioni operative. Questa è la ragione per cui è così importante testare uno sfiato secondo le specifiche dell'applicazione, per garantire che sia compatibile con l'EDM.

Gli approcci di ventilazione standard del settore, vale a dire le calotte oscillanti/gli sfiatatoi per tubi flessibili e gli sfiati a una sola membrana, spesso affrontano solo una parte del problema come soluzione di ventilazione per EDM.

Tabella 1: Valori del grado di protezione dalle infiltrazioni (IP)

	Calotta oscillante/sfiatatoio per tubo flessibile	Sfiato a una sola membrana	Sfiato Donaldson per veicoli elettrici
Attacco diretto
Protezione dall'infiltrazione di acqua e polvere
Resistenza all'olio per veicoli elettrici

È qui che la vasta esperienza di Donaldson nel settore della ventilazione si è rivelata vantaggiosa per i produttori di EDM. La nostra soluzione di ventilazione fornisce sia protezione dalla contaminazione che funzionalità del fluido elettronico, consentendo al tempo stesso l'equalizzazione della pressione. Nei nostri sistemi di ventilazione delle EDM noi implementiamo due tecnologie chiave sviluppate internamente, che rendono tutto ciò possibile.

1. Membrana Tetratex® in PTFE espanso: la membrana Tetratex in PTFE espanso ha una struttura microporosa unica. È composta da piccole fibrille collegate casualmente che determinano un'efficace dimensione dei pori molto più piccola di quella visibile a occhio nudo. Questa caratteristica protegge l'EDM, impedendo l'infiltrazione di acqua, sporco e altri contaminanti.

2. Prefiltro Synteq™ XP: il mezzo prefiltrante Synteq XP protegge il PTFE espanso Tetratex dalla contaminazione dell'olio. Le proprietà dei materiali dei mezzi e il numero di strati sono ottimizzati per fornire un flusso d'aria elevato e un'efficienza di cattura dell'olio migliore. Il grado specifico del mezzo utilizzato nello sfiato del gruppo propulsore Donaldson è stato ampiamente testato per garantire la compatibilità con un'ampia gamma di fluidi per veicoli elettrici.

La competenza: attuazione di modalità di test interni

I test sono fondamentali nello sviluppo e nella valutazione dei sistemi di ventilazione per garantire il mantenimento della funzionalità nelle applicazioni degli EDM. Con oltre 100 laboratori in tutto il mondo, possiamo testare le nostre tecnologie di ventilazione su un'ampia gamma di oli e in un numerose condizioni per garantire il corretto funzionamento in molte applicazioni diverse.

Le modalità di test generali per la ventilazione valutano fattori quali il flusso d'aria, la protezione dalle infiltrazioni, la capacità di fluttuazione della temperatura e l'integrità strutturale. Inoltre, ci occupiamo di effettuare ulteriori test specifici per l'olio che ne valutano l'aerosol e il carico di vapore, entrambe dinamiche importanti quando si stima la ventilazione dei componenti dell'EDM.

Il test dell'aerosol dell'olio valuta la capacità dello sfiato di catturare piccole goccioline d'olio con il mezzo prefiltrante. In questo test, lo sfiato viene intasato da goccioline d'olio trasportate dal flusso d'aria.

Il test sui vapori dell'olio valuta la capacità dello sfiato di catturarli. In un'EDM, il vapore viene prodotto attraverso il contatto dell'olio con componenti caldi. In questo test, l'aria viene fatta passare attraverso un contenitore riscaldato di olio e quindi verso lo sfiato.

Sia nei test sugli aerosol che in quelli sui vapori, attraverso lo sfiato viene misurato il calo di pressione per determinare la quantità di olio che tale sfiato può contenere prima di raggiungere la pressione di tenuta nominale dell'EDM. Il risultato ideale è un aumento minimo del calo di pressione nel tempo.

Se cerchi una soluzione di ventilazione per EDM, confrontati con gli esperti.

La natura complessa delle EDM presenta sfide uniche. Gli approcci di ventilazione tradizionali potrebbero non essere sempre adatti per un'applicazione EDM poiché è necessario tenere conto di molteplici aspetti, tra cui i livelli di vapori e di aerosol dell'olio prodotti, le aspettative di longevità e la compatibilità con il fluido specifico per EDM.

Attraverso approfondite ricerche, test e feedback dei nostri clienti, abbiamo creato soluzioni di ventilazione ottimali per le EDM, oltre a molti altri componenti interni del gruppo propulsore dei veicoli elettrici. Le nostre tecniche di test sono progettate per replicare le situazioni reali che i componenti di EDM potrebbero affrontare sia negli ambienti quotidiani che in quelli più difficili, assicurando che le nostre soluzioni di ventilazione sono pronte a soddisfare le esigenze in evoluzione del componente in questione per veicoli elettrici.

Contattaci oggi stesso e scopri come le soluzioni di ventilazione Donaldson possono aiutarti a ottenere prestazioni e protezione per EDM ottimizzate.