مبدأ نظام الإدارة الحرارية للبطارية
تستمر سيارات الطاقة الجديدة (NEVs) في اكتساب شعبية في جميع أنحاء العالم، لأنها تمهد الطريق لمستقبل أكثر استدامة. تعتمد هذه المركبات على الكهرباء بدلاً من البنزين لتشغيل محركاتها، مما يمثل مجموعة فريدة من التحديات، خاصة في إدارة درجات حرارة البطاريات. البطاريات المستخدمة في سيارات الطاقة الجديدة حساسة للغاية لدرجات الحرارة القصوى، مما قد يؤدي إلى تدهورها وحتى فشلها، مما يستلزم الحاجة إلى أنظمة فعالة لإدارة الحرارة.
حاليًا، يتم استخدام أربعة أنواع رئيسية من أنظمة الإدارة الحرارية للبطاريات في سيارات الطاقة الجديدة: تبريد الهواء، والتبريد السائل غير المباشر، والتبريد السائل المباشر، ومواد تغيير الطور. كل طريقة لها مزاياها وقيودها، ويحتاج المصنعون إلى اختيار الطريقة التي تلبي احتياجاتهم الخاصة على أفضل وجه.
يعد تبريد الهواء الطريقة الأكثر مباشرة وفعالية من حيث التكلفة، حيث يستخدم المراوح لتبريد مجموعة البطارية. ومع ذلك، هذه الطريقة مناسبة فقط للاستخدام في درجات الحرارة المحيطة المعتدلة وقد لا تكون فعالة في المناخات القاسية.
يعد التبريد السائل غير المباشر خيارًا آخر قابلاً للتطبيق. إنه يستخدم المبرد الذي يدور عبر مبادل حراري لامتصاص الحرارة من حزمة البطارية. توفر هذه الطريقة تحكمًا أفضل في درجة الحرارة مقارنة بتبريد الهواء، وتسمح أيضًا بفترات تشغيل أطول في البيئات ذات درجة الحرارة العالية.
يعد التبريد السائل المباشر، والمعروف أيضًا باسم التبريد الغاطس، الطريقة الأكثر فعالية لإدارة حرارة البطارية. هنا، يتم غمر حزمة البطارية في سائل التبريد، ويتم نقل الحرارة مباشرة من الخلايا إلى سائل التبريد. هذه التقنية باهظة الثمن، لكنها تضمن التحكم الأمثل في درجة الحرارة وتطيل عمر حزمة البطارية.
تعد مواد تغيير الطور (PCMs) تقنية جديدة نسبيًا للإدارة الحرارية للبطارية، والتي تستخدم المواد التي تخضع لتغير الطور، مثل من الصلب إلى السائل، لامتصاص الحرارة وإطلاقها. عادة ما تكون هذه المواد مدمجة في مصفوفة تحيط بخلايا البطارية، وعندما تمتص الحرارة، فإنها تخضع لتغير الطور، مما يساعد على تنظيم درجة حرارة البطارية.
باختصار، تعد الإدارة الحرارية للبطارية عنصرًا حاسمًا في سيارات الطاقة الجديدة، ويحتاج المصنعون إلى اختيار الطريقة الأكثر ملاءمة لاحتياجاتهم الخاصة. سواء كان الأمر يتعلق بتبريد الهواء، أو التبريد السائل غير المباشر، أو التبريد السائل المباشر، أو مواد تغيير الطور، فإن نجاح سيارات الطاقة الجديدة يكمن في قدرتها على تحسين أداء وعمر مجموعات البطاريات الخاصة بها. ومن خلال اختيار نظام الإدارة الحرارية المناسب، يمكن للمصنعين التأكد من أن سيارات الطاقة الجديدة الخاصة بهم تظل فعالة وموثوقة ومستدامة.