بحث حول نظام الإدارة الحرارية المتكامل للمضخة الحرارية
للمركبات التجارية الكهربائية النقية
1. نظام الإدارة الحرارية التقليدي
تشتمل أنظمة الإدارة الحرارية المستخدمة بشكل شائع في تصميم المركبات التجارية الكهربائية النقية لمصادر الحرارة الرئيسية على الإدارة الحرارية لنظام بطارية الطاقة (BTMS)، والإدارة الحرارية لنظام تكييف الهواء والإدارة الحرارية لنظام التحكم الإلكتروني في المحرك. نظام الإدارة الحرارية اللامركزية التقليدي هو أن الحلقات الثلاث للبطارية وتكييف الهواء ونظام التحكم الإلكتروني في المحرك مستقلة عن بعضها البعض. ولكل منها نظام كامل للتحكم في درجة الحرارة ونظام خطوط الأنابيب. ولذلك أثناء تشغيل السيارة يوجد نظام تدفئة كهربائي لنظام معين. وفي الوقت نفسه، لا يتم استخدام طاقة تبديد الحرارة الخارجية لمكون أو نظام آخر بالكامل، الأمر الذي لا يسبب هدر الطاقة فحسب، بل يضر أيضًا بالحفاظ على الطاقة وحماية البيئة. من ناحية أخرى، بسبب انخفاض مستوى التكامل لنظام الإدارة الحرارية بأكمله، فإن خطوط الأنابيب معقدة، وعدد الأجزاء مرتفع، والتكلفة مرتفعة، وجودة السيارة ثقيلة. ويعمل هذا أيضًا على تسريع استهلاك طاقة البطارية أثناء تشغيل السيارة ويقلل من عمر السيارة. إن المسافة المقطوعة أثناء القيادة لها تأثير كبير على اقتصاد السيارة.
2. نظام الإدارة الحرارية المتكامل من نوع المضخة الحرارية
على أساس أنظمة الإدارة الحرارية المتكاملة، من أجل تلبية حساسية البطاريات العالية لدرجة الحرارة بشكل أفضل، يستمر تعقيد وتحسين الإدارة الحرارية للمركبات التجارية الكهربائية النقية في الزيادة، ويتم إضافة بعض التطبيقات المبتكرة، مثل تكنولوجيا المضخات الحرارية هو واحد منهم. المضخة الحرارية نفسها لا تنتج الحرارة، ولكنها مجرد ناقل للحرارة. استنادًا إلى مبدأ دورة كارنوت العكسية (الشكل 1)، فإنها تستخدم كمية صغيرة من الطاقة الكهربائية لقيادة الوحدة، وتدوير وسط العمل في مرحلة مقنعة، وامتصاص وضغط وتسخين الطاقة الحرارية منخفضة الدرجة قبل استخدامها. تشمل المكونات الرئيسية للمضخة الحرارية المبرد والضاغط والمكثف وصمام التمدد والمبخر. إنها حلقة مغلقة يتم فيها ضغط الوسيط، المبرد/المبرد، بشكل مستمر وتوسيعه في الحلقة. في كل مرة يتم ضغطها وتوسيعها (أي، في كل دورة تشغيل)، "يستخرج" المبرد الحرارة من البيئة ذات درجة الحرارة المنخفضة وينقلها إلى البيئة ذات درجة الحرارة المرتفعة. لا يستخدم الهواء كمبرد، على الرغم من أنه لا يسبب التلوث وهو مجاني، لأن كفاءته الحرارية لكل دورة منخفضة للغاية. المبرد الفعلي المستخدم هو سائل يتبخر عند امتصاص الحرارة ويتكثف عند تبديد الحرارة. يمكن لعملية تغيير شكل السائل أن تحسن بشكل كبير الكفاءة الحرارية في كل دورة عمل. يحتوي نظام المضخة الحرارية على وضعين للعمل: التبريد والتدفئة. ومن خلال دمج تكنولوجيا المضخات الحرارية مع أنظمة الإدارة الحرارية المتكاملة، يمكن تطوير أنظمة إدارة حرارية متكاملة جديدة من نوع المضخات الحرارية. يستخدم نظام تكييف الهواء بمضخة الحرارة الذي يستخدم هذه التقنية ضاغط تكييف الهواء الكهربائي ويستخدم الخصائص العكسية لدورة التبريد لدمج التبريد والتدفئة. إنه يتميز بمزايا التنوع الجيد، والهيكل المدمج، والكفاءة العالية، وتوفير الطاقة وحماية البيئة، وقد أصبح نوعًا جديدًا من مكيفات هواء المركبات. اتجاه. في ظل ظروف التدفئة الشتوية، يمكن أن يصل معامل الأداء COP (معامل الأداء) إلى 2 إلى 4. وتبلغ كفاءة استخدام الطاقة عدة مرات كفاءة نظام التسخين PTC المستخدم بشكل شائع في مجال السيارات الكهربائية النقية، والذي يمكنه توسيع نطاق القيادة بشكل فعال بما يزيد عن 20%. تشمل الأنواع الحالية من أنظمة المضخات الحرارية بشكل أساسي أنظمة تكييف الهواء ذات المضخات الحرارية المباشرة، وأنظمة تكييف الهواء ذات المضخات الحرارية غير المباشرة وأنظمة تكييف الهواء ذات المضخات الحرارية المباشرة المكملة للهواء والتي تزيد من المحتوى الحراري. وكما هو مبين في الشكل 2، يمكن استخدامها للتدفئة والتبريد. بعبارات عامة، يمكن أن يؤدي استخدام صمام عكسي رباعي الاتجاه في نظام المضخة الحرارية إلى تبادل وظائف المبخر والمكثف لمكيف الهواء الذي يعمل بمضخة الحرارة وتغيير اتجاه نقل الحرارة، وبالتالي تحقيق تأثير التبريد في الصيف و التدفئة في الشتاء.
3. مزايا وعيوب نظام الإدارة الحرارية المتكامل للمضخة الحرارية
المزايا الرئيسية هي: 1) تكامل قوي للنظام: تم دمج أنظمة فرعية متعددة للإدارة الحرارية في نظام واحد لتحقيق التحكم الموحد والتحسين؛ وهذا يساعد على تقليل تعقيد النظام وتحسين كفاءة الإدارة. 2) كفاءة الطاقة من خلال التحكم الدقيق في درجة الحرارة وتدفق الحرارة لكل مكون، يمكن استخدام الطاقة بشكل أكثر كفاءة ويمكن تقليل استهلاك الطاقة. 3) الإدارة الذكية: عادة ما تكون مجهزة بأجهزة استشعار وأنظمة تحكم متقدمة يمكنها مراقبة وضبط حالة تشغيل النظام في الوقت الفعلي لتحقيق الإدارة الذكية. 4) القدرة على التكيف البيئي: يمكن تعديل استراتيجية التشغيل تلقائيًا وفقًا للظروف البيئية لتحسين القدرة على التكيف واستقرار النظام. 5) التركيب والصيانة: نظام الإدارة الحرارية المتكامل لديه هيكل مدمج وسهل التركيب.
العيوب الرئيسية هي: 1) صعوبة تقنية عالية: يلزم دمج أنظمة فرعية متعددة، والصعوبة الفنية مرتفعة نسبيًا، ويتطلب الدعم الفني الاحترافي. 2) استثمار أولي كبير: نظرًا لأن الإدارة الحرارية المتكاملة تتطلب تكامل أنظمة فرعية متعددة، فإن الاستثمار الأولي كبير نسبيًا. 3) تكاليف الصيانة المرتفعة: نظرًا للتعقيد العالي للنظام، فإن تكاليف صيانة الإدارة الحرارية المتكاملة مرتفعة نسبيًا أيضًا. خلاصة القول، إن الإدارة الحرارية المتكاملة للمضخة الحرارية بهدف تحسين الأداء الشامل للمركبة، ومعيار تحسين التصميم المتكامل، ووسائل التحكم المنسق متعدد الأنظمة والإدارة الشاملة لها مزايا كبيرة في كفاءة استخدام الطاقة، والذكاء الإدارة والقدرة على التكيف البيئي والأداء على المدى الطويل. ولها مزايا كبيرة من حيث العمر الافتراضي والجوانب الأخرى، وهذه المزايا هي الاتجاه العام في تطوير الإدارة الحرارية للمركبات في المستقبل.
