كيفية تحليل الأنظمة الفرعية المختلفة للإدارة الحرارية لمركبات الطاقة الجديدة؟

تتضمن الإدارة الحرارية لمركبات الطاقة الجديدة بشكل أساسي تنظيم درجة حرارة البطارية والمحرك والتحكم الإلكتروني ومقصورة الركاب للتأكد من أنها تعمل عند درجة الحرارة الأكثر ملاءمة. نظرًا لنقص مصادر حرارة المحرك، تتطلب مركبات الطاقة الجديدة عمومًا أجهزة تسخين إضافية لتكملة حرارة النظام. تشمل أجهزة التدفئة شائعة الاستخدام سخانات PTC وسخانات الديزل وتكييف الهواء بمضخة الحرارة.

في ظل اتجاه الكهرباء، شهد نظام الإدارة الحرارية للمركبة بأكملها تغييرات كبيرة. تتطلب مركبات الطاقة الجديدة التي لا تحتوي على محركات حرارية أجهزة إضافية لتوليد الحرارة للحفاظ على كفاءة تشغيل النظام بأكمله. إن حساسية البطاريات لدرجات الحرارة العالية تجعل متطلبات التعقيد والتحسين للإدارة الحرارية لمركبات الطاقة الجديدة تتزايد باستمرار.

هندسة الإدارة الحرارية لمركبات الطاقة الجديدة يمكن تقسيم نظام الإدارة الحرارية لمركبات الطاقة الجديدة إلى الإدارة الحرارية لنظام البطارية والإدارة الحرارية لنظام تكييف الهواء والإدارة الحرارية لنظام التحكم الإلكتروني في المحرك ؛ الإدارة الحرارية لنظام البطارية والإدارة الحرارية لنظام تكييف الهواء تشمل التبريد والتدفئة وظيفتين رئيسيتين، الإدارة الحرارية لنظام التحكم الإلكتروني في المحرك هي التبريد بشكل أساسي.

الإدارة الحرارية لنظام بطارية مركبة الطاقة الجديدة
تبريد الهواء:

• استخدام الهواء ذو ​​درجة الحرارة المنخفضة كوسيط، واستخدام الحمل الحراري لتقليل درجة حرارة البطارية، وينقسم إلى تبريد طبيعي وتبريد الهواء القسري
• هيكل بسيط، تكلفة منخفضة، تأثير متقاطع
• تستخدم بشكل رئيسي في النماذج المنخفضة

التبريد السائل:

• استخدام سائل التبريد كوسيط، إلى جانب دورة التبريد، لإزالة الحرارة الزائدة من البطارية
• تأثير جيد، حرارة موحدة، تكلفة عالية
• يتم استخدامه بشكل أساسي للنماذج المتوسطة إلى الراقية فوق المستوى A، ومسار التكنولوجيا السائد الحالي

التبريد المباشر المبرد

• تجمع الإدارة الحرارية المتكاملة القائمة على التبريد السائل بين تبديد حرارة البطارية ونظام تكييف الهواء لإزالة الحرارة من البطارية: المبردات شائعة الاستخدام هي R134a وثاني أكسيد الكربون.
• يتطلب برنامج تكامل النظام دقة تحكم عالية
• حواجز تقنية عالية، تُستخدم حاليًا فقط في عدد قليل من النماذج.

طريقتان لتسخين البطارية

التدفئة الخارجية

• يتم تسخين البطارية خارجيًا من خلال مادة PTC أو فيلم التسخين، وما إلى ذلك.

• هيكل معقد، تسخين غير متساوي، كفاءة تسخين منخفضة واستهلاك عالي للطاقة

 

التسخين الذاتي للخلية

• توليد الحرارة من خلال المعاوقة الداخلية للبطارية أو ماس كهربائى جزئي للسكتة الدماغية

• كفاءة تسخين أعلى، تسخين أكثر تجانسًا، استهلاك أقل للطاقة

في الوقت الحاضر، تستخدم معظم العلامات التجارية السائدة لأنظمة عزل البطاريات تسخين البطارية النشط المبرد بالسائل لتحقيق درجة حرارة عمل مناسبة عن طريق تسخين المبرد المرتب في نظام بطارية الطاقة.

الإدارة الحرارية لنظام التحكم الكهربائي لمحركات مركبات الطاقة الجديدة
تتطلب مكونات المحرك والتحكم الإلكتروني في السيارات الكهربائية تبديدًا عاليًا للحرارة أثناء التشغيل، وعادةً ما تتطلب تبريدًا نشطًا لضمان أن تكون السيارة في نطاق درجة حرارة التشغيل الآمن. نظام التبريد بالتحكم الكهربائي للمحرك يشبه نظام تبريد المحرك، ومكوناته الرئيسية تشمل مضخة المياه الكهربائية، المبرد، مروحة التبريد، غلاية التمدد، وخطوط الأنابيب.

الإدارة الحرارية لأنظمة تكييف الهواء لمركبات الطاقة الجديدة
لا تختلف مرحلة التبريد في مركبات الطاقة الجديدة بشكل كبير عن المركبات التقليدية. في مرحلة التسخين، ونظرًا لعدم وجود مصدر حرارة للمحرك، غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى آليات تسخين إضافية لتوليد الحرارة لتكملة حرارة النظام. غالبًا ما تكون عناصر التسخين PTC هي الخيار الأول للسخانات نظرًا لتأثيرها الحراري الكبير ومقاومتها للضغط العالي وخصائص السلامة غير القابلة للاحتراق. تم تجهيز بعض الطرز بتكنولوجيا المضخات الحرارية الأكثر تقدمًا.

سخان كهربائي بي تي سي
لقد أصبح حل التسخين PTC ذو التكلفة المنخفضة والهيكل البسيط والتشغيل المستقر حلاً للتدفئة شائع الاستخدام في صناعة مركبات الطاقة الجديدة. وفقا لطرق العمل المختلفة، يمكن تقسيم سخانات PTC إلى تسخين الهواء وتسخين الماء.

 

• يقوم سخان الهواء PTC بتسخين الهواء المتدفق مباشرة عبر سطح السخان، ثم ينفخه في السيارة من خلال المنفاخ لتحقيق تأثير الهواء الدافئ.
• التكلفة منخفضة والتدفئة سريعة ودرجة الحرارة مرتفعة ولكن الهواء الدافئ جاف للغاية والراحة منخفضة
• يدخل نظام PTC عالي الجهد مباشرة إلى مقصورة الركاب، مما يشكل مخاطر معينة على السلامة

• يستخدم سخان المبرد PTC سخان الماء لتسخين الهواء بشكل غير مباشر. يقوم السخان أولاً بتسخين الماء، ويتدفق الماء الساخن إلى قلب الهواء الدافئ لتبادل الحرارة مع الهواء البارد، ويتم إرسال الهواء البارد الساخن إلى مقصورة الركاب.
• فقدان الحرارة صغير، وهو حل تسخين ناضج وآمن نسبيًا
• تستخدم على نطاق واسع في السيارات الكهربائية