كيف تعمل المضخة الحرارية في السيارة الكهربائية؟
كما نعلم جميعًا، فإن المشكلة الكبيرة التي تؤثر على شعبية مركبات الطاقة الجديدة هي مشكلة نطاق الرحلة. خاصة في فصل الشتاء، يقل نطاق إبحار السيارات الكهربائية في المناطق الشمالية بشكل كبير. لذلك، نقدم في هذه المقالة أداة تتصدر نطاق سيارات الطاقة الجديدة في فصل الشتاء - نظام المضخة الحرارية.
1. ما هو نظام المضخة الحرارية؟
لفهم نظام المضخة الحرارية، يجب على الجميع أولاً فهم دائرة نظام تكييف الهواء في السيارة. كما هو موضح في الشكل، يتكون نظام تكييف هواء السيارة بشكل أساسي من أربعة مكونات: الضاغط، المكثف، صمام التمدد، والمبخر. على الرغم من أنه مجرد أربعة أجزاء بسيطة، إلا أن مكيف الهواء المنزلي الذي يعتمد عليه الجميع للبقاء على قيد الحياة في الصيف يتكون بشكل أساسي من هذه الأجزاء الأربعة. لن يتم وصف مبدأ تكييف الهواء المحدد هنا. ما عليك سوى معرفة أن نظام تكييف هواء السيارة يتميز بدرجة حرارة منخفضة من جهة المبخر ودرجة حرارة عالية من جهة المكثف. يتم إخفاء المبخر خلف مخرج الهواء في مقصورة الركاب بالسيارة. عند تشغيل مكيف الهواء، يمر الهواء الخارجي عبر المبخر وتصبح درجة حرارته منخفضة، وعندما يدخل إلى السيارة يتحول إلى رياح باردة.
لقد تم تقديم نظام تكييف هواء السيارة لك أعلاه. يعلم الجميع أن المكثف الموجود في نظام تكييف السيارة يكون في درجة حرارة عالية والمبخر في درجة حرارة منخفضة. يقوم نظام المضخة الحرارية بوضع المكثف داخل الكابينة ليصبح مكثفًا داخل الكابينة، ويتم وضع المبخر خارج الكابينة ليصبح مبخرًا خارج الكابينة. في فصل الشتاء، بعد تشغيل نظام المضخة الحرارية، يطلق مكثف الكابينة الحرارة، ويمر الهواء الخارجي البارد عبر مكثف الكابينة الساخن ويتحول إلى هواء ساخن دافئ، كما هو موضح في الشكل أدناه.
بالطبع، لن تقوم السيارات العادية ببساطة بتبديل موضع المكثف والمبخر، لأننا نحتاج إلى مضخة حرارية في الشتاء وتكييف هواء في الصيف، وبالتالي فإن دائرة تكييف الهواء الحقيقية لمضخة الحرارة ستكون أكثر تعقيدًا. لا تعمل أحدث تقنيات إدارة المضخات الحرارية على استعادة الحرارة المهدرة المنبعثة من محركات التشغيل وأجهزة الشحن والعاكسات الموجودة على متن الطائرة فحسب، بل تستعيد أيضًا المزيد من الحرارة المهدرة من مجموعات البطاريات وأجهزة الشحن البطيئة. وبالتالي فإن الطاقة الملتقطة تزيد من كفاءة أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، مما يقلل من استنزاف البطارية.
2. أهمية أنظمة المضخات الحرارية لمركبات الطاقة الجديدة
يعلم الجميع أن أكبر نقطة ضعف في السيارات الكهربائية الحالية هي أن الشحن أبطأ بكثير من التزود بالوقود. خاصة في فصل الشتاء البارد، عندما يتم تشغيل الهواء الساخن، يصبح نطاق الرحلة عالقًا. لماذا يتناقص بسرعة نطاق إبحار السيارات الكهربائية بالهواء الساخن في الشتاء؟ يستخدم الهواء الساخن الموجود في مركبات الوقود العام الحرارة المهدرة للمحرك، لذلك يمكن القول بأنه إعادة استخدام للنفايات. ومع ذلك، لا تحتوي السيارات الكهربائية على محرك، لذا فإن التدفئة في الشتاء تصبح مشكلة كبيرة.
لذلك، من أجل تقليل القلق بشأن عمر البطارية لدى المستخدمين. تبحث كل شركة سيارات عن طرق لتوسيع نطاق الرحلات البحرية للسيارات الكهربائية. في ظل هذه الحالة، دخل نظام المضخة الحرارية لتكييف الهواء المنزلي مرة أخرى إلى مجال رؤية سائقي السيارات.
3. ما هي مرحلة التطوير التي وصل إليها نظام المضخة الحرارية حاليًا؟
من أجل تعظيم عمر بطارية المركبات، تدرس شركات السيارات الرئيسية حاليًا استخدام حرارة المحرك المهدرة من السيارات الكهربائية لتوفير الطاقة لأنظمة المضخات الحرارية. يعمل أحدث نظام لها على إزالة الحرارة من مجموعة متنوعة من المكونات، بما في ذلك محرك القيادة والعاكس والشاحن الموجود على اللوحة وحزمة البطارية نفسها. الحرارة تحول سائل التبريد إلى غاز.
لذلك، في عصر الطاقة الجديد، يعد نظام المضخة الحرارية هو العامل الأكثر أهمية في نطاق الرحلات البحرية للسيارات الكهربائية. عند اختيار سيارة كهربائية، يجب على سائقي السيارات أن يتذكروا التحقق مما إذا كانت السيارة تحتوي على نظام مضخة حرارية وكفاءة نظام المضخة الحرارية. لأن هذا يرتبط بالقضية الأكثر أهمية وهي نطاق الرحلات البحرية للسيارات الكهربائية.
