سیستم مدیریت حرارتی خودرو

سیستم مدیریت حرارتی خودرو

مدیریت حرارتی خودرو بر اساس چشم انداز کل وسیله نقلیه، با هماهنگی تطبیق، بهینه سازی و کنترل موتور خودرو (سنتی یا هیبریدی)، تهویه مطبوع، باتری برق، موتور و سایر اجزا و زیرسیستم های مرتبط، به منظور حل موثر است. مشکل حرارتی کل وسیله نقلیه مسائل مرتبط هر ماژول عملکردی را قادر می‌سازد تا در محدوده دمایی بهینه باشد تا اقتصاد، قدرت و ایمنی خودرو را بهبود بخشد. از آنجایی که بین خودروهای سوخت سنتی و خودروهای انرژی جدید از نظر منابع نیرو، حالت کار و غیره تفاوت هایی وجود دارد، سیستم های مدیریت حرارتی خودرو نیز متفاوت است.

1. مدیریت حرارتی وسایل نقلیه سوخت سنتی

با توجه به تقسیم منطقه فضای خودرو، مدیریت حرارتی خودروهای سوخت سنتی را می توان به دو بخش تقسیم کرد: مدیریت حرارتی سیستم قدرت و مدیریت حرارتی تهویه مطبوع کابین.

1.1 مدیریت حرارتی سیستم قدرت

عمدتاً از موتور و گیربکس تشکیل شده است. مدیریت حرارتی موتور تمرکز مدیریت حرارتی سنتی خودرو است. گرمای تولید شده در حین کارکرد موتور را از طریق سیستم خنک کننده موتور به صورت هوا خنک یا مایع خنک می کند تا از گرم شدن بیش از حد موتور و خرابی موتور در شرایط کار با بار زیاد جلوگیری کند.

1.2 مدیریت حرارتی سیستم تهویه مطبوع کابین

هنگامی که کابین نیاز به گرمایش دارد، گرمای اتلاف تولید شده توسط موتور برای مدیریت چرخه حرارتی کابین در دماهای پایین از طریق سیستم مدیریت حرارتی استفاده می شود. در محیط‌های گرم و با دمای بالا، عملکرد خنک‌کننده کابین از طریق تبرید مبرد تهویه مطبوع حاصل می‌شود تا محیطی راحت برای مسافران فراهم شود.

2. مدیریت حرارتی وسایل نقلیه انرژی جدید

با توجه به تقسیم منطقه فضای خودرو، مدیریت حرارتی وسایل نقلیه انرژی جدید عمدتاً شامل سه بخش است: مدیریت حرارتی سیستم قدرت، مدیریت حرارتی تهویه مطبوع کابین و مدیریت حرارتی کنترل درایو. متفاوت از خودروهای سنتی، در مدل‌های برقی خالص خودروهای انرژی جدید، از آنجایی که موتور گرما ارائه نمی‌کند، عملکرد تهویه مطبوع و گرمایش کابین از طریق تبادل حرارت موتور قابل تحقق نیست و تنها از طریق PTC یا گرما می‌توان به آن دست یافت. پمپ تهویه مطبوع تنظیم کنید. برای مدل‌های هیبریدی انرژی جدید، به دلیل حفظ موتور احتراق داخلی، گرمایش کابین را می‌توان با استفاده از گرمای اتلاف موتور به‌علاوه PTC یا تهویه مطبوع پمپ حرارتی برای کار با یکدیگر به دست آورد. در مقایسه با وسایل نقلیه سوخت سنتی، وسایل نقلیه با انرژی جدید نیازهای خنک کننده برای باتری های قدرت و سیستم های کنترل الکترونیکی موتور را افزایش داده اند، بنابراین سیستم های مدیریت حرارتی آنها پیچیده تر است.

مدیریت حرارتی سیستم قدرت

"سیستم قدرت" ذکر شده در اینجا به طور خاص به باتری قدرت و زیرسیستم های آن برای مدل های الکتریکی خالص و برای مدل های هیبریدی به باتری قدرت و سیستم موتور اشاره دارد. در سیستم موتور وسایل نقلیه با انرژی جدید، فناوری تبرید موتور همان روش وسایل نقلیه سنتی را اتخاذ می کند. برای کسانی که نیاز به تولید برق دارند، مانند مدل های برد گسترده، یک سیستم خنک کننده برای ژنراتور ISG باید اضافه شود. این سیستم ممکن است مستقل باشد یا به صورت سری/موازی با سیستم خنک کننده موتور محرک متصل شود.

باتری های نیرو منبع اصلی انرژی وسایل نقلیه با انرژی جدید هستند و نقش تعیین کننده ای در استقامت و ایمنی خودرو دارند. به طور کلی، محدوده دمای عملیاتی معمولی آن بین 15 تا 40 درجه است. هنگامی که باتری در محیطی با دمای پایین کار می کند، عملکرد شارژ/دشارژ آن بدتر می شود. هنگامی که آن را در یک محیط با دمای بالا کار می کند، عمر چرخه باتری کوتاه می شود، و گاهی اوقات ممکن است باعث فرار حرارتی شود. منجر به مشکلات ایمنی مانند احتراق و انفجار شود. در عین حال، در محیط بازار امروزی که تقاضای زیادی برای شارژ سریع دارد، باتری‌های قدرت نیاز به تکمیل دستورالعمل‌های شارژ سریع دارند و اغلب باید سلول‌های باتری را از قبل گرم کنند. با این حال، دمای بیش از حد بالا، پیری سلول های باتری را تشدید می کند. بنابراین، تحت تأثیر بسیاری از عوامل، در این شرایط، مدیریت حرارتی مؤثر باتری‌های قدرت وسیله‌ای ضروری برای اطمینان از عملکرد و ایمنی باتری‌های قدرت است. همچنین یک فناوری کلیدی است که بر عملکرد و ایمنی کل وسیله نقلیه تأثیر می گذارد.

مدیریت حرارتی باتری های قدرت را می توان به دو حالت سرمایش و گرمایش تقسیم کرد. در حال حاضر، متداول‌ترین روش‌های تبرید باتری قدرت عمدتاً عبارتند از: خنک‌کننده هوا، خنک‌کننده مایع، خنک‌کننده مواد تغییر فاز، خنک‌کننده لوله حرارتی و خنک‌کننده مستقیم.