Nuove soluzioni di filtrazioni per veicoli ibridi ed elettrici: vediamo come MANN+HUMMEL aggiorna la sua offerta per il mercato aftermarket.

Per le diverse tipologie di trazioni elettriche, l’esperto in filtrazione MANN+HUMMEL propone differenti soluzioni e prodotti, sviluppati per rispondere alle specifiche esigenze di ciascun sistema. Vediamo più in dettaglio come si compone l’offerta del produttore tedesco per quella che è genericamente definita come e-mobility. 

Le diverse trazioni dell’e-mobility

Partiamo innanzitutto con il fare un po’ di chiarezza sulle diverse soluzioni sul mercato e su cosa sia necessario nei diversi sistemi in termini di filtrazione.
Nella macro categoria e-mobility rientrano diverse tipologie di trazione per i veicoli: dagli ibridi ai full electric, ognuno con un suo specifico funzionamento; cerchiamo di riassumerle brevemente.

I veicoli ibridi, dove il motore elettrico è “in assistenza” a quello tradizionale o viceversa, si suddividono in mild (MHEV), full (FHEV) e plug-in hybrid (PHEV). La differenza principale tra questi è il grado di elettrificazione: nei veicoli mild e full hybrid, la batteria si ricarica solo grazie alla rigenerazione (con recupero dell'energia in frenata), mentre i plug-in hybrid sono in grado di caricarsi anche attraverso una fonte esterna.

CI sono poi i veicoli completamente elettrici, dunque senza alcun motore a combustione, che possono essere a batteria (BEV) o a celle a combustibile (FCEV). I BEV sono alimentati da una batteria che può essere ricaricata con l'elettricità della rete elettrica, ma può anche utilizzare l'energia recuperata dalla frenata.

I veicoli con celle a combustibile, invece, ricevono energia direttamente dalla reazione chimica tra l'ossigeno, proveniente dall'aria ambiente, e l'idrogeno, contenuto nel serbatoio. Poiché il tempo per il rifornimento di idrogeno è molto inferiore al tempo di ricarica di una batteria e l’autonomia del veicolo è indipendente dal suo peso, è spesso l’opzione preferita per i mezzi pesanti, che oltretutto nascono per coprire distanze lunghe nel trasporto di merci e passeggeri. 

MANN+HUMMEL e il suo ruolo nell’e-mobility

Michael Harenbrock, esperto di e-mobility dell’Internazional filtration expert MANN+HUMMEL, spiega: "I veicoli elettrici producono emissioni significativamente inferiori rispetto ai veicoli con sistemi di trazione tradizionali. Tuttavia, è importante distinguere chiaramente tra due tipi di emissioni: La CO2, che è un gas a effetto serra che accelera in modo massiccio il riscaldamento globale. E poi NOx, particolato, ecc. sono emissioni pericolose che hanno un effetto negativo sulla salute e sull'aspettativa di vita delle persone in tutto il mondo. È importante ricordare che: i veicoli elettrici emettono anche particelle, come la polvere dei freni e degli pneumatici. Ed è qui che entriamo in gioco noi”.

"In questo contesto – continua Harenbrock - è importante separare ciò che è utile da ciò che è dannoso. Come nel caso delle unità convenzionali, i componenti dei veicoli elettrici devono essere protetti dalla contaminazione e dall'usura per garantire prestazioni ottimali. Lo facciamo in due modi: con prodotti consolidati e con innovazioni per il futuro.
Per questo il nostro portafoglio comprende già filtri antiparticolato e filtri per la polvere dei freni, oltre a nuove soluzioni di filtraggio per celle a combustibile, sistemi di batterie, assi elettrici e trasmissioni ibride. La nostra gamma di prodotti non smette mai di crescere".

Harenbrock aggiunge: "Sebbene i veicoli elettrici abbiano un numero inferiore di componenti della catena cinematica, anche queste parti devono essere controllate e sostituite nel tempo. Ciò crea opportunità per l'aftermarket automobilistico e noi offriamo già i primi prodotti di questo tipo in aftermarket con il nostro marchio di filtrazione premium MANN-FILTER”.
Vediamo quindi i dettagli i prodotti del componentista tedesco per l’e-mobility.
 

Filtrazione per le celle a combustibile

Le celle a combustibile sono estremamente sensibili alle particelle, ai gas corrosivi e all'acqua presenti nell'aria di aspirazione, nonché alle impurità presenti nel circuito di raffreddamento. Queste impurità includono, ad esempio, particelle di polvere che ostruiscono il flusso di gas e possono formare depositi sulle membrane delle celle. I gas corrosivi possono danneggiare gravemente il catalizzatore, causando una significativa riduzione delle prestazioni del sistema di celle a combustibile. Una filtrazione efficace è quindi essenziale per proteggere i componenti sensibili.

Harenbrock spiega: "Il nostro filtro dell'aria del catodo assicura che l'aria di aspirazione sia pulita. È dotato di uno strato di filtro antiparticolato che separa le particelle solide dall'aria di aspirazione, mentre gli strati di carbone attivo realizzati su misura assorbono i gas nocivi, come l'anidride solforosa (SO2), gli ossidi di azoto (NOX) e l'ammoniaca (NH3).
Ciò protegge il catalizzatore della cella a combustibile da danni irreversibili che riducono la durata del sistema.
Il nostro ion exchange filter (filtro a scambio ionico) rimuove gli ioni con carica positiva e negativa dal fluido di raffreddamento, mantenendo la conduttività del fluido di raffreddamento il più bassa possibile per evitare cortocircuiti nello stack della cella a combustibile.
Il nostro filtro antiparticolato refrigerante è progettato per proteggere la pompa del refrigerante dall'usura e per prevenire l'ostruzione degli stretti condotti di raffreddamento all'interno dello stack di celle a combustibile. Questo filtro rimuove le particelle nocive dal circuito di raffreddamento". 

Filtrazione dell'assale elettrico

Quando il motore elettrico, l'elettronica di potenza e la trasmissione sono integrati in un'unica unità compatta, questi componenti vengono chiamati e-axle o unità di trasmissione elettrica.
Questo design compatto consente di utilizzare un unico circuito di fluidi per tutti e tre i componenti, che raffredda il motore elettrico e l'elettronica di potenza e lubrifica anche la trasmissione.

Le autovetture hanno di solito un riduttore di base, mentre i veicoli commerciali hanno una trasmissione a più velocità che spesso richiede una migliore filtrazione per proteggere l'impianto idraulico. "Offriamo anche soluzioni di filtraggio su misura, come il filtro dell'olio della trasmissione MANN-FILTER W 7071 per i Mercedes-Benz eActros 300 ed eActros 400", aggiunge Harenbrock. 

Filtrazione per sistemi a batteria

Nei veicoli elettrici a batteria questo sistema deve essere protetto dall'acqua e dalla polvere e deve funzionare nell'intervallo di temperatura ottimale per mantenere la massima capacità di carica.
Temperature più elevate riducono le prestazioni della batteria e un forte surriscaldamento può addirittura distruggere la cella della batteria. Esistono due approcci per il raffreddamento dei sistemi di batterie: il raffreddamento ad aria o a liquido.

Nei sistemi raffreddati ad aria, MANN+HUMMEL utilizza filtri per il particolato dell'aria di raffreddamento per proteggere le ventole e il sistema della batteria dalle particelle di sporco presenti nell'aria di raffreddamento.
Per questi filtri, gli sviluppatori utilizzano materiali e conoscenze derivanti dai filtri dell'aria della cabina. Il refrigerante delle batterie raffreddate a liquido - spesso una miscela di acqua e glicole - può contenere particelle nocive provenienti, ad esempio, dalle superfici dei componenti del circuito di raffreddamento o dal processo di assemblaggio. Queste particelle possono causare l'ostruzione dei condotti di raffreddamento, provocando una perdita di pressione e il surriscaldamento della batteria.

Il filtro antiparticolato sviluppato da MANN+HUMMEL separa efficacemente le particelle di sporco dal liquido di raffreddamento per proteggere il sistema da perdite di pressione, usura e surriscaldamento.