الإدارة الحرارية الشاملة للمركبات الكهربائية
مع الشعبية المستمرة للسيارات الكهربائية، من أجل حل مشكلات نطاق الرحلات والسلامة الحرارية للسيارات الكهربائية في الشتاء والصيف، يلزم الإدارة الحرارية للسيارات الكهربائية. تنقسم الإدارة الحرارية في السيارات الكهربائية بشكل أساسي إلى الإدارة الحرارية لنظام المحرك، والإدارة الحرارية لنظام البطارية، والإدارة الحرارية لنظام تكييف الهواء. هذه الأنظمة الثلاثة هي المصادر الرئيسية للحرارة الناتجة عن السيارات الكهربائية. في السيارات الكهربائية السابقة، كانت الإدارة الحرارية للأنظمة الثلاثة الرئيسية مستقلة عادةً، وتفتقر إلى الإدارة الموحدة لحرارة السيارة بأكملها، وكانت كفاءة الإدارة الحرارية منخفضة. في الجيل الجديد من السيارات الكهربائية، يتم تنفيذ الإدارة المتكاملة لحرارة السيارة بأكملها منذ بداية التصميم، ويتم إدارة الحرارة الناتجة عن الأنظمة الرئيسية الثلاثة بشكل موحد، وبالتالي تحسين كفاءة الإدارة الحرارية للمركبة بأكملها بشكل كبير السيارة وتقليل تأثير درجة الحرارة على السيارة. التأثير على أداء السيارة الكهربائية.
يقوم نظام قيادة المحرك في السيارة الكهربائية بتحويل الطاقة الكهربائية الموجودة في البطارية إلى طاقة ميكانيكية لتوفير الطاقة اللازمة لتحريك السيارة. أثناء تشغيل المحرك، سيتم فقدان بعض الطاقة على شكل طاقة حرارية، مثل فقدان القلب، وفقدان الملفات، والفقد الميكانيكي. عندما يوفر نظام بطارية الطاقة الطاقة الكهربائية للسيارة، ستطلق مجموعة البطارية بعض الحرارة بسبب التفريغ المستمر. سيؤدي التراكم المستمر للحرارة إلى ارتفاع درجة حرارة البطارية. هناك العديد من مصادر أحمال التدفئة والتبريد في نظام تكييف الهواء في السيارات الكهربائية، مثل الحرارة المنبعثة من الأشخاص داخل السيارة، الحرارة التي تدخل إلى المقصورة من البيئة الخارجية من خلال هيكل الجسم، الحرارة التي تدخل إلى المقصورة من خلال نظام المحرك ونظام بطارية الطاقة، والحرارة التي تدخل المقصورة من خلال نظام تهوية السيارة. من حرارة وغيرها. عند دراسة نظام الإدارة الحرارية للسيارات الكهربائية، يجب التركيز على مصادر الحرارة داخل السيارة وكمية الحرارة الإجمالية داخل السيارة من أجل اعتماد إدارة الحرارة المستهدفة.
1. الإدارة الحرارية لبطارية الطاقة
تعد الإدارة الحرارية لبطاريات الطاقة مسؤولة بشكل أساسي عن تبريد مجموعة البطارية عند درجة حرارة عالية أو تسخين حزمة البطارية عند درجة حرارة منخفضة. تعتمد أنظمة الإدارة الحرارية للبطاريات التقليدية بشكل أساسي على الهواء أو الوسائط السائلة للتبريد والتدفئة. ومع ذلك، فإن نظام الإدارة الحرارية الذي يستخدم الوسائط الهوائية له أداء ضعيف في نقل الحرارة ولا يمكنه التكيف مع تبديد الحرارة واحتياجات التدفئة لحزم البطاريات الحالية ذات الكثافة السكانية العالية، في حين أن نظام الإدارة الحرارية الذي يستخدم الوسائط السائلة معقد للغاية، أي أنه سيضيف وجود كتلة زائدة، كما أن هناك مشاكل خطر تسرب السوائل. ولذلك، فإن نظام الإدارة الحرارية للبطارية للوسط السائل غير مناسب أيضًا للإدارة الحرارية للبطارية في السيارات الكهربائية الحالية. في الوقت الحاضر، يعتمد نظام الإدارة الحرارية للبطارية في المركبات الكهربائية بشكل أساسي طريقة الإدارة الحرارية المركبة، والتي تستخدم مجموعة متنوعة من المواد الموصلة حرارياً كوسيط، مثل الوسائط المسامية ومواد تغيير الطور والمواد النانوية والزعانف المعدنية وغيرها من المواد الموصلة حرارياً مجتمعة مع وسائل الهواء أو وسط سائل. بالإضافة إلى ذلك، فإن نظام الإدارة الحرارية المركب الذي يتكون من عناصر نقل الحرارة عالية الكفاءة المكونة من أنابيب حرارية مدمجة مع الهواء والسائل ومواد تغيير الطور هو أيضًا محور البحث في مجال الإدارة الحرارية للبطارية.
2. الإدارة الحرارية لمقصورة الركاب
نظام تكييف الهواء في السيارة الكهربائية مسؤول بشكل أساسي عن الإدارة الحرارية لمقصورة الركاب في السيارة، وبالتالي توفير بيئة قيادة وركوب مريحة للسائق والركاب، وبالتالي ضمان القيادة الآمنة للسائق. نظام تكييف الهواء الحالي المستخدم بشكل رئيسي في السيارات الكهربائية هو مزيج من مكيفات الهواء ذات التبريد الفردي المضغوط والسخانات الكهربائية. يتمتع نظام تكييف الهواء هذا بتكنولوجيا ناضجة ولا يختلف كثيرًا عن نظام تكييف الهواء الموجود في مركبات الوقود. ومع ذلك، فإن السخان الكهربائي سيستخدم الطاقة الكهربائية الموجودة في بطارية الطاقة، مما يؤدي إلى إنتاج طاقة إضافية من بطارية الطاقة وتقليل نطاق السيارة الكهربائية. ولذلك، فإن تركيز البحث الحالي على أنظمة تكييف الهواء في المركبات الكهربائية هو استبدال معدات التدفئة في أنظمة تكييف الهواء التقليدية بأنظمة تكييف الهواء ذات المضخات الحرارية. وفي الوقت نفسه، تحتاج أنظمة تكييف الهواء بالمضخات الحرارية أيضًا إلى التغلب على المشكلات العملية مثل انخفاض كفاءة المضخة الحرارية وتكوين الصقيع في الشتاء. لهذا السبب، بدأ الناس في التركيز على تكنولوجيا التدفئة المساعدة وتكنولوجيا استعادة الحرارة المهدرة لتحسين كفاءة أنظمة تكييف الهواء بمضخات الحرارة في البيئات الباردة. بالإضافة إلى ذلك، تم سحب مبردات الكلوروفلوروكربون تدريجيًا من نطاق تطبيق المبردات في أنظمة تكييف هواء المركبات الكهربائية لزيادة تعزيز تأثير حماية البيئة للسيارات الكهربائية الجديدة.
3. الإدارة الحرارية لنظام قيادة السيارات
يولد المحرك الكثير من الحرارة أثناء التشغيل. ولذلك، فإن الإدارة الحرارية للمحرك هي المسؤولة بشكل أساسي عن تبريد محرك القيادة. إن وسيلة التبريد المستخدمة في نظام الإدارة الحرارية للمحرك هي بشكل أساسي تبريد الهواء أو التبريد السائل. يقوم تبريد الهواء بإزالة الحرارة الناتجة عن المحرك من خلال تدفق الهواء، ولكن تأثير تبريد الهواء يكون ضعيفًا نسبيًا ويسبب فقدان تهوية المحرك، مما له تأثير معين على كفاءة عمل محرك القيادة. يتميز نوع التبريد السائل بتأثير تبريد أفضل ويمكنه إزالة الحرارة الصادرة عن المحرك بسرعة، وبالتالي خلق بيئة عمل طويلة الأمد مع درجة حرارة مناسبة للمحرك. من أجل زيادة تحسين كفاءة أنظمة الإدارة الحرارية للمحركات المبردة بالسائل، يركز الناس على التصميم الأمثل لقنوات تدفق سائل التبريد واختيار سائل التبريد.
