A diferencia de los motores de combustión, que funcionan en un amplio rango de temperaturas y dependen de la refrigeración, los vehículos eléctricos se enfrentan a retos de gestión térmica únicos. Los motores de combustión generan suficiente calor residual para calentar el habitáculo y hacer funcionar las unidades auxiliares sin afectar significativamente a la eficiencia. El calor residual de la caja de cambios también puede gestionarse eficazmente mediante un intercambiador de calor. La única excepción es la refrigeración del habitáculo, que tradicionalmente requiere un compresor de aire acondicionado accionado por el motor y un circuito de refrigeración, lo que conlleva una reducción de la potencia mecánica del vehículo.

Por el contrario, en los vehículos eléctricos, la batería de tracción suele funcionar a temperaturas más bajas. El frío extremo puede reducir el rendimiento de la batería, especialmente durante la carga, mientras que el calor excesivo puede plantear riesgos para la seguridad. Otros componentes, como los motores eléctricos y la electrónica de potencia del tren motriz eléctrico, funcionan en diversos rangos de temperatura, pero son tan eficientes que su calor residual por sí solo es insuficiente para calentar el habitáculo.

Esto plantea un doble reto: el aire acondicionado del habitáculo requiere energía de una bomba de calor, mientras que la batería de tracción necesita calefacción y refrigeración activas para mantener su ventana de temperatura óptima de funcionamiento. En consecuencia, el sistema de gestión térmica de un VE debe encontrar el equilibrio entre cuatro objetivos clave: maximizar la eficiencia y la autonomía del sistema, controlar los costes y optimizar el espacio de instalación.

En entornos calurosos, las baterías de los vehículos eléctricos pueden experimentar temperaturas elevadas debido al calor externo y al calor generado durante el funcionamiento. Las altas temperaturas de las baterías pueden reducir su eficiencia, acelerar su degradación y acortar su vida útil. Una refrigeración eficiente de la batería es esencial para mantener un rendimiento y una longevidad óptimos.

Los vehículos eléctricos utilizan accionamientos eléctricos, como las máquinas síncronas de excitación permanente (PMSM), en sus sistemas de propulsión. Estos accionamientos generan calor durante su funcionamiento y su eficiencia y rendimiento pueden verse afectados por las altas temperaturas. En particular, los motores PMSM tienen imanes en sus rotores que pueden perder su magnetismo si se supera la temperatura de Curie. Esto puede provocar la desmagnetización del motor, lo que se traduce en una pérdida significativa de eficiencia y una sustitución potencialmente costosa del motor.

El aire acondicionado de los vehículos eléctricos desempeña una doble función en entornos calurosos. Por un lado, es necesario para garantizar la comodidad de los pasajeros y, por otro, es crucial para refrigerar diversos componentes, como la batería y la propulsión eléctrica. El reto es encontrar el equilibrio adecuado entre mantener frescos a los pasajeros y refrigerar eficazmente los componentes críticos del vehículo.

Las altas temperaturas pueden suponer un riesgo para la seguridad de los vehículos eléctricos. Las temperaturas extremadamente elevadas pueden provocar fugas térmicas en las baterías de iones de litio, lo que a su vez puede provocar incendios o explosiones. Una gestión térmica adecuada es fundamental para minimizar estos riesgos.