Filtri auto elettriche e ibride: quali sono e a cosa servono

La transizione verso l’elettrico sta ridefinendo lo scenario anche sul versante filtrazione. Oltre ai “tradizionali” filtri già presenti sulle auto a motore endotermico, i produttori di filtri sono stati infatti chiamati a rispondere alle nuove esigenze dei veicoli elettrici sviluppando soluzioni specifiche per la mobilità elettrica. Anche l’auto elettrica – nonostante le emissioni più basse rispetto ai veicoli tradizionali – produce infatti delle particelle che devono essere filtrate, in particolare la polvere dei freni o degli pneumatici.

I filtri per veicoli elettrici comprendono quindi specifici filtri antiparticolato e filtri per la polvere dei freni, oltre a nuove soluzioni di filtraggio per i sistemi di batterie, gli assali elettrici, le trasmissione ibride e le celle a combustibile.

Proteggere i componenti elettrici: il ruolo dei filtri nei veicoli elettrici e ibridi

Come per le auto con motore endotermico, anche i componenti delle auto elettriche necessitano dei filtri per “trattenere” tutti gli elementi che possono usurarli o contaminarli riducendone nel tempo le performance. Per l’ aftermarket automotive questo significa nuove soluzioni filtranti da avere in stock per soddisfare le richieste degli autoriparatori che devono intervenire su auto ibride ed elettriche. Vediamo nel dettaglio i filtri  veicoli elettrici che sono stati introdotti negli ultimi anni per rispondere alle specifiche esigenze di filtrazione di questi veicoli.

Filtri batterie veicoli elettrici e ibridi

Nelle auto elettriche e nelle auto ibride il pacco batterie garantisce l’alimentazione del veicolo per tutta la sua vita ed è dunque estremamente prezioso, visto anche il costo ingente per un’eventuale sostituzione. Il pacco batterie, per durare nel tempo, va dunque protetto dalla polvere e dall’acqua; deve inoltre essere raffreddato (ad aria o a liquido) per funzionare a temperature stabili, dal momento che il surriscaldamento può danneggiare irreparabilmente le batterie dei veicoli elettrici o ibridi. Nelle auto elettriche e ibride dove il pacco batterie è raffreddato ad aria vengono quindi utilizzati specifici filtri aria, diverso dal normale filtro dell’ aria presente in tutte le auto,  per trattenere il particolato e le particelle dell’aria di raffreddamento.

Altri filtri sono invece utilizzati per neutralizzare le particelle o gli agenti contaminanti che possono trovarsi nel refrigerante delle batterie raffreddate a liquido; queste particelle possono creare un’ostruzione nei condotti di raffreddamento con una conseguente perdita di pressione e surriscaldamento della batteria. Tali particelle, provenienti dai componenti del circuito di raffreddamento, possono essere separate dal liquido di raffreddamento attraverso appositi filtri sviluppati appositamente per proteggere al meglio il sistema ed evitare il surriscaldamento.

I filtri antiparticolato per le batterie dei veicoli elettrici , che si differenziano dal tradizionale filtro antiparticolato presente nelle auto con motore diesel, sono dunque un ricambio indispensabile per assicurare prestazioni ottimali e durature del sistema di batterie che alimenta il veicolo.

I veicoli elettrici, avendo sistemi di raffreddamento per mantenere le batterie e altri componenti a temperature ottimali, necessitano quindi di filtri che impediscano l’accumulo di detriti e impurità che potrebbero compromettere l’efficienza dell’ impianto di raffreddamento.

Filtro assale elettrico

L’ assale elettrico – chiamato anche e-axle – è una soluzione che integra motore elettrico, trasmissione ed elettronica di potenza in un’unica unità. Gli assali elettrici sono utilizzati in alcuni modelli di auto e SUV, ma anche e soprattutto nei veicoli commerciali, in cui è presente una trasmissione a più velocità che necessita di una efficace filtrazione per proteggerla. Nell’assale elettrico, essendo tutto concentrato in un’unica unità, viene generalmente utilizzato un unico circuito di raffreddamento per controllare la temperature del motore elettrico dell’elettronica di potenza e lubrificare la trasmissione. Anche in questo caso sono stati sviluppati appositi filtri olio della trasmissione che proteggono tutto l’ e-axle garantendone prestazioni durature.

Filtro celle combustibile idrogeno

La presenza di impurità e gas nocivi nell’aria può influenzare notevolmente le prestazioni e la durata della cella combustibile. Le particelle di polvere possono infatti depositarsi sulle membrane delle celle e i gas possono corrodere e danneggiare il catalizzatore, con una evidente riduzione delle prestazioni delle celle a combustibile. Per questo alcuni produttori di filtri stanno sviluppando dispositivi legati all’utilizzo dell’idrogeno nelle celle a combustibile e alle relative problematiche di filtrazione, producendo filtri aria catodo a pannello, o cartucce cilindriche con doppia funzione di filtrazione.

La selezione dei media filtranti per il sistema di filtraggio dell’aria del catodo di una cella a combustibile è molto critica e per questo, tra le varie soluzioni, sono stati sviluppati particolari media filtranti costituiti da supporti sintetici o in tessuto non tessuto miscelato con carbone attivo.

Per assicurare che l’aria di aspirazione sia priva di impurità sono stati sviluppati filtri dell’aria del catodo dotati di uno strato di filtro antiparticolato che trattiene le particelle dell’aria di aspirazione; gli strati di carbone attivo servono invece per assorbire i gas nocivi (anidride solforosa, NOX, ammoniaca). Sono presenti sul mercato anche filtri a scambio ionico che rimuovono gli ioni positivi e negativi dal liquido di raffreddamento, mantenendo una bassa conduttibilità del fluido per evitare cortocircuiti nello stack della cella a combustibile. Un altro importante filtro è il filtro antiparticolato refrigerante che, eliminando le impurità presenti nel refrigerante, previene l’ostruzione dei condotti di raffreddamento delle celle a combustibile. Ciò consente inoltre di proteggere dall’usura la pompa dell’ acqua e assicurarne la durata nel tempo.

Filtri frenata rigenerativa

Nei veicoli elettrici e ibridi dotati di frenata rigenerativa sono presenti appositi filtri che trattengono la polvere generata in frenata. I sistemi di frenata rigenerativa recuperano l’energia cinetica della decelerazione del veicolo per ricaricare la batteria. I filtri freno rigenerativo, in questo caso, catturano le particelle generate dai componenti di attrito evitando che raggiungano componenti come batteria o motori elettrici.

Nella frenata rigenerativa il magnete del motore viene attivato in senso inverso, frenando il veicolo (senza agire sui freni) e, al tempo stesso, ricaricando la batteria. Sebbene i dischi freno risultino spesso sotto-utilizzati, nel processo di frenata rigenerativa possono crearsi surriscaldamento e polveri che i filtri sono chiamati a neutralizzare.