الضاغط الكهربائي في BTMS: "محور نقل الطاقة"
الإدارة الحرارية للمركبات
في نظام BTMS، يتمثل الدور الأساسي للضاغط الكهربائي في قيادة دورة التبريد، وبالتالي تزويد نظام البطارية بقدرات "نشطة" وقوية للتحكم في درجة الحرارة. يقوم بترقية نظام BTMS من "العزل" الأساسي و"تبريد الهواء/السائل" إلى "نظام ذكي للتحكم في درجة الحرارة بدقة" قادر على التعامل مع الظروف القاسية.
I. الوظيفة الأساسية: لماذا يحتاج نظام BTMS إلى ضاغط كهربائي؟
تولد البطاريات أحمالًا حرارية هائلة في ظل ظرفين متطرفين، وهو ما يتجاوز بكثير قدرات تبديد الحرارة التقليدية:
* الشحن السريع-بالتيار المستمر بالطاقة العالية: يتم سكب الطاقة الكهربائية في البطارية بسرعات عالية للغاية، مما يؤدي إلى توليد كمية كبيرة من الحرارة.
* تفريغ عالي الشدة-في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة-، مثل تسلق التلال-الحمولة الكاملة في الصيف أو القيادة العدوانية.
في هذا الوقت، وحده "التبريد السائل السلبي" للمشعات والمراوح غير كاف. يجب إدخال دورة تبريد للتبريد النشط والقوي، والضاغط الكهربائي هو مصدر الطاقة الذي يقود هذه الدورة.
وفي الوقت نفسه، في فصل الشتاء، يعد وضع المضخة الحرارية للضاغط الكهربائي الطريقة الأكثر فعالية لتسخين البطارية.
ثانيا. مبدأ العمل: كيف يخدم BTMS؟ يخدم الضاغط الكهربائي نظام BTMS من خلال وضعين رئيسيين:
الوضع 1: وضع التبريد (تبريد البطارية القوي)
هذا هو التطبيق الأكثر كلاسيكية والأكثر أهمية للضاغط الكهربائي في BTMS.
الضغط وزيادة درجة الحرارة: يقوم الضاغط الكهربائي بسحب غاز التبريد ذو درجة الحرارة المنخفضة-والضغط المنخفض-ويضغطه إلى غاز-درجة الحرارة المرتفعة والضغط العالي-.
التكثيف وإطلاق الحرارة: يتدفق الغاز-عالي الحرارة والضغط العالي-عبر المكثف، حيث يتم تبريده بالقوة بواسطة مروحة في مقدمة السيارة، ويتكثف إلى سائل-عالي الضغط ودرجة الحرارة المتوسطة-.
الاختناق والتبريد: يتدفق سائل التبريد عبر صمام التمدد، مما يتسبب في انخفاض سريع في الضغط ودرجة الحرارة، ويصبح خليط رذاذ منخفض-درجة الحرارة، ومنخفض الضغط-.
التبخر وامتصاص الحرارة (الخطوة الحاسمة): يدخل المبرد ذو درجة الحرارة المنخفضة- إلى المبرد. المبرد عبارة عن مبادل حراري مهم حيث يتبخر سائل التبريد، ويمتص بقوة وسرعة كمية كبيرة من الحرارة من سائل تبريد البطارية المتدفق عبر الجانب الآخر من المبرد.
اكتمل نقل الحرارة: يتم بعد ذلك ضخ مبرد البطارية المبرد مرة أخرى إلى حزمة البطارية بواسطة مضخة مياه كهربائية لتبريد البطارية. وبعد أن يمتص المبرد الحرارة، يتحول مرة أخرى إلى غاز ويتم سحبه مرة أخرى إلى الضاغط الكهربائي، لتكتمل الدورة.
بعبارات بسيطة: يقوم الضاغط الكهربائي بتشغيل مادة التبريد، و"سرقة" الحرارة من مبرد البطارية في المبرد، مما يحقق كفاءة تبريد تتجاوز بكثير كفاءة تبريد الهواء والتبريد السائل العادي.
الوضع الثاني: وضع تسخين المضخة الحرارية (تسخين فعال للبطارية)
وهذه تقنية أساسية لتحسين نطاق القيادة في فصل الشتاء.
تبديل الوضع: يتم عكس اتجاه تدفق غاز التبريد عبر صمام عكسي بأربعة اتجاهات.
عكس الدور: في هذا الوضع، يصبح المبخر الداخلي هو المكثف، ويطلق الحرارة، بينما يصبح المكثف الخارجي هو المبخر، الذي يمتص الحرارة.
تسخين البطارية: يمكن للنظام إعطاء الأولوية لتخصيص الحرارة لحزمة البطارية. يتكثف-مبرد الحرارة والضغط العالي-في مبادل حراري مخصص للبطارية، مما يؤدي إلى إطلاق الحرارة إلى مبرد البطارية، وبالتالي تسخين البطارية مسبقًا بكفاءة.
ميزة كفاءة الطاقة: عادة ما تكون نسبة كفاءة الطاقة للمضخة الحرارية أكبر من 2.5، مما يعني أنه لكل وحدة من الكهرباء المستهلكة، يمكن نقل 2.5 وحدة من الحرارة، وهو ما يتجاوز بكثير كفاءة استخدام الطاقة في أنظمة التدفئة PTC التي تستخدم الكهرباء مباشرة.
