Una tecnologia di raffreddamento all’avanguardia per gli aeroplani elettrici del futuro
Nell’impegno per realizzare aeromobili elettrici, la diminuzione del peso delle attrezzature aiuterà a ridurre la quantità di energia consumata. L’elettronica di potenza aeronautica di oggi usa sistemi di raffreddamento a liquidi e/o aria forzata. Queste tecniche costituiscono una tecnologia provata, affidabile e solida. Sono però pesanti e hanno dei limiti nell’estrazione del flusso di calore generato da convertitori ad alta potenza e densi. Per risolvere questo problema, il progetto BECOOL (Bi-phase cooling system suitable for power electronics dedicated to more electrical aircraft), finanziato dall’UE, si è proposto di sviluppare un sistema di raffreddamento completo basato su tecniche bifasiche. In generale, l’obiettivo era ridurre considerevolmente i limiti termici, il peso e le dimensioni dei moduli di elettronica di potenza. Il lavoro è cominciato con la definizione delle specifiche di gestione termica del futuro modulo di potenza. Uno studio allo stato dell’arte e commerciale delle tecniche di raffreddamento bifasiche esistenti e avanzate ha confermato che il concetto di BECOOL è completamente nuovo e che non esistono prodotti a disposizione sul mercato. Potrebbe anche risolvere i principali problemi legati a un sistema a loop bifase. I partner del progetto hanno usato strumenti termici per regolare i parametri del loop, come il volume del flusso della pompa, la temperatura di funzionamento dello spazio di espansione e l’efficienza del condensatore. La soluzione di BECOOL è in grado di assorbire 600 watt di potenza, con il convertitore di potenza che funziona a una temperatura limite di circa 90 °C. Il team di BECOOL ha svolto test sulle attrezzature con moduli di potenza reali. Ulteriori test hanno mostrato che l’evaporatore reagisce rapidamente per raggiungere la temperatura di funzionamento del modulo di potenza quando è caricato. Infine gli scienziati hanno definito una lista di modifiche tecniche per migliorare il sistema di raffreddamento e confermare le dimensioni e il peso finale. BECOOL ha introdotto un sistema di raffreddamento con prestazioni termiche e fisiche ottimizzate. L’efficienza energetica a bordo dovrebbe preparare il terreno per più aeromobili elettrici in Europa.
Parole chiave
Elettronica di potenza, aeromobile elettrico, consumo di energia elettrica, BECOOL, sistema di raffreddamento bi-fase
