La gestione termica è uno degli aspetti più critici per il funzionamento ottimale delle auto elettriche.
Dal 2025, nuove architetture riconfigurabili per il raffreddamento delle batterie stanno rivoluzionando efficienza, sicurezza e autonomia dei veicoli elettrici, offrendo un modello tecnico flessibile e scalabile per l’intero settore automotive.
Nel cuore di ogni veicolo elettrico (BEV) c’è una batteria agli ioni di litio, composta da centinaia di celle che devono operare all’interno di uno stretto intervallo di temperatura per garantire sicurezza, prestazioni ed efficienza energetica. La gestione termica delle batterie (Battery Thermal Management System, BTMS) è fondamentale per:
Nel 2025, l’evoluzione della mobilità elettrica ha portato a un salto tecnologico nei sistemi TMS, orientandosi verso soluzioni modulari, scalabili e riconfigurabili per adattarsi a diverse condizioni operative e profili di guida.
I sistemi di gestione termica delle batterie si dividono principalmente in quattro categorie, ciascuna con vantaggi e limitazioni:
Utilizza flussi d’aria ambientale o condizionata per dissipare il calore. È semplice ed economico, ma poco efficiente nelle condizioni di carico elevate o climi caldi.
Prevede l’uso di circuiti a liquido (acqua-glicole) che assorbono calore attraverso scambiatori. È la soluzione più diffusa nei BEV moderni per via dell’elevata efficienza e controllo termico preciso.
Utilizza materiali a cambiamento di fase (es. paraffina) per assorbire il calore latente. Ha una capacità di smorzamento termico passivo ma con limitata flessibilità dinamica.
Raffreddamento diretto tramite refrigeranti dielettrici, spesso integrato con la pompa di calore del veicolo. Offre le migliori prestazioni in condizioni estreme ma richiede componentistica complessa.
Un recente studio pubblicato su arXiv nel 2025 propone un framework metodologico per progettare e simulare sistemi TMS riconfigurabili, ovvero strutture termiche che possono adattare dinamicamente la loro configurazione in base a:
Queste architetture introducono una logica modulare e attiva, nella quale è possibile attivare o disattivare porzioni del sistema di raffreddamento, cambiare flussi, ridirezionare scambiatori o modificare la velocità di pompaggio.
Lo studio arXiv del 2025 utilizza una combinazione di modelli computazionali, simulazioni CFD (Computational Fluid Dynamics) e algoritmi di ottimizzazione multi-obiettivo per progettare sistemi BTMS che soddisfano contemporaneamente:
Attraverso una metodologia parametrica e adattiva, il sistema può essere tarato su una moltitudine di configurazioni topologiche, incluse:
Le principali case automobilistiche stanno già implementando sistemi TMS avanzati sulle piattaforme 2024-2025:
Integra un octovalve intelligente che gestisce flussi termici tra motore, inverter, batteria e abitacolo. L’algoritmo predittivo adatta i cicli di raffreddamento in base al tragitto stimato dal navigatore.
Usa un sistema di pompa di calore con recupero termico da componenti elettronici, ottimizzando la gestione energetica in condizioni fredde.
Introduce una batteria raffreddata con scambiatori a immersione diretta in fluido dielettrico, capace di mantenere delta-T inferiori a 2°C tra le celle durante la ricarica a 350 kW.
L’avvento di infrastrutture di ricarica ad alta potenza (fino a 350 kW e oltre) ha imposto nuove esigenze al BTMS. La ricarica rapida genera picchi termici elevati che, se non gestiti adeguatamente, possono compromettere:
I nuovi sistemi TMS riconfigurabili permettono di attivare circuiti di raffreddamento specifici durante la ricarica, e persino di precondizionare la batteria per prepararla all’ingresso nella stazione ad alta potenza, migliorando così velocità di carica ed efficienza.
Ogni scelta tecnica nella progettazione di un BTMS comporta una serie di compromessi tra:
Per questo motivo, la progettazione di sistemi BTMS nel 2025 è sempre più orientata alla co-simulazione meccatronica, con stretta integrazione tra componenti hardware (scambiatori, valvole, pompe) e software (AI, machine learning, modelli predittivi).
La prossima frontiera è l’integrazione del TMS nel paradigma del vehicle intelligence system, dove l’auto diventa capace di apprendere abitudini di guida e ambienti d’uso per adattare la propria strategia termica in tempo reale.
Trend emergenti 2025-2030:
Nel panorama tecnologico delle auto elettriche, la gestione termica non è più solo un sistema ausiliario. È diventata un elemento strategico per prestazioni, durata, comfort e sicurezza. I sistemi TMS riconfigurabili rappresentano la risposta ingegneristica alla crescente complessità dei veicoli elettrici moderni.
Ottimizzare il thermal management significa:
Per ingegneri, progettisti e tecnici automotive, comprendere e padroneggiare la nuova generazione di sistemi TMS è oggi una competenza chiave per lo sviluppo sostenibile e competitivo dei veicoli elettrici del presente e del futuro.