تحقیق در مورد سیستم مدیریت حرارتی یکپارچه پمپ حرارتی
برای خودروهای تجاری الکتریکی خالص
1. سیستم مدیریت حرارتی سنتی
سیستمهای مدیریت حرارتی که معمولاً در طراحی خودروهای تجاری الکتریکی خالص برای منابع اصلی گرما استفاده میشوند عبارتند از: مدیریت حرارتی سیستم باتری قدرت (BTMS)، مدیریت حرارتی سیستم تهویه مطبوع و مدیریت حرارتی سیستم کنترل الکترونیکی موتور. سیستم مدیریت حرارتی غیرمتمرکز سنتی به این صورت است که سه حلقه باتری، تهویه مطبوع و سیستم کنترل الکترونیکی موتور مستقل از یکدیگر هستند. هر کدام یک سیستم کنترل دما و سیستم خط لوله کامل دارند. بنابراین، در حین کار ماشین، یک سیستم گرمایش الکتریکی برای یک سیستم خاص وجود دارد. در عین حال، انرژی اتلاف حرارت خارجی یک جزء یا سیستم دیگر به طور کامل مورد استفاده قرار نمی گیرد، که نه تنها باعث اتلاف انرژی می شود، بلکه برای حفظ انرژی و حفاظت از محیط زیست نیز مضر است. از سوی دیگر، به دلیل سطح پایین یکپارچگی کل سیستم مدیریت حرارتی، خطوط لوله پیچیده، تعداد قطعات زیاد، هزینه بالا و کیفیت وسیله نقلیه سنگین است. این امر همچنین باعث تسریع مصرف باتری در حین کارکرد خودرو و کاهش عمر خودرو می شود. مسافت پیموده شده در رانندگی تاثیر قابل توجهی بر اقتصاد خودرو دارد.
2. نوع پمپ حرارتی سیستم مدیریت حرارتی یکپارچه
بر اساس سیستم های مدیریت حرارتی یکپارچه، به منظور پاسخگویی بهتر به حساسیت دمای بالای باتری ها، پیچیدگی و اصلاح مدیریت حرارتی خودروهای تجاری الکتریکی خالص همچنان در حال افزایش است و برخی از کاربردهای نوآورانه مانند فناوری پمپ های حرارتی در حال اضافه شدن هستند. یکی از آنهاست. پمپ حرارتی خود گرما تولید نمی کند، بلکه فقط یک انتقال دهنده گرما است. بر اساس اصل چرخه معکوس کارنو (شکل 1)، از مقدار کمی انرژی الکتریکی برای به حرکت درآوردن واحد استفاده می کند، محیط کار را در یک فاز مبدل به گردش در می آورد و انرژی گرمایی با درجه پایین را قبل از استفاده از آن جذب، فشرده و گرم می کند. اجزای اصلی پمپ حرارتی شامل مبرد، کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور است. این یک حلقه بسته است که در آن محیط، مبرد/مبرد، به طور مداوم در حلقه فشرده شده و منبسط می شود. مبرد هر بار که فشرده و منبسط می شود (یعنی در هر چرخه کار)، گرما را از محیط با دمای پایین «استخراج» کرده و به محیط با دمای بالا منتقل می کند. هوا به عنوان مبرد استفاده نمی شود، اگرچه آلودگی ایجاد نمی کند و هزینه ای ندارد، زیرا راندمان حرارتی آن در هر چرخه بسیار پایین است. مبرد واقعی مورد استفاده مایعی است که هنگام جذب گرما تبخیر می شود و هنگام دفع گرما متراکم می شود. فرآیند تغییر شکل مایع می تواند راندمان حرارتی را در هر سیکل کاری تا حد زیادی بهبود بخشد. سیستم پمپ حرارتی دارای دو حالت کار می باشد: سرمایش و گرمایش. با ادغام فناوری پمپ حرارتی با سیستم های مدیریت حرارتی یکپارچه، می توان سیستم های مدیریت حرارتی یکپارچه جدید از نوع پمپ حرارتی را توسعه داد. سیستم تهویه مطبوع پمپ حرارتی با استفاده از این فناوری از یک کمپرسور تهویه مطبوع الکتریکی استفاده می کند و از ویژگی های برگشت پذیر چرخه تبرید برای یکپارچه سازی تبرید و گرمایش استفاده می کند. دارای مزایای تطبیق پذیری خوب، ساختار فشرده، راندمان بالا، صرفه جویی در انرژی و حفاظت از محیط زیست است و به نوع جدیدی از تهویه مطبوع خودرو تبدیل شده است. روند. در شرایط گرمایش زمستانی، COP (ضریب عملکرد) می تواند به 2 تا 4 برسد. راندمان انرژی چندین برابر سیستم گرمایشی PTC است که معمولاً در زمینه وسایل نقلیه الکتریکی خالص استفاده می شود، که می تواند به طور موثر برد رانندگی را بیش از بیش از آن افزایش دهد. 20 درصد انواع فعلی سیستمهای پمپ حرارتی عمدتاً شامل سیستمهای تهویه مطبوع پمپ حرارتی مستقیم، سیستمهای تهویه مطبوع پمپ حرارتی غیرمستقیم و سیستمهای تهویه مطبوع پمپ حرارتی مستقیم مکمل و افزایش دهنده آنتالپی هستند. همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، می توان از آنها برای گرمایش و سرمایش استفاده کرد. به عبارت ساده تر، استفاده از شیر معکوس چهار طرفه در سیستم پمپ حرارتی می تواند عملکردهای اواپراتور و کندانسور کولر گازی پمپ حرارتی را تعویض کرده و جهت انتقال حرارت را تغییر دهد و در نتیجه به اثر خنک کننده در تابستان و تابستان دست یابد. گرمایش در زمستان
3. مزایا و معایب سیستم مدیریت حرارتی یکپارچه پمپ حرارتی
مزایای اصلی عبارتند از: 1) یکپارچه سازی سیستم قوی: چندین زیر سیستم مدیریت حرارتی در یک سیستم ادغام می شوند تا به کنترل و بهینه سازی یکپارچه دست یابند. این به کاهش پیچیدگی سیستم و بهبود کارایی مدیریت کمک می کند. 2) بهره وری انرژی با کنترل دقیق دما و جریان حرارتی هر جزء، می توان انرژی را به نحو احسن مصرف کرد و مصرف انرژی را کاهش داد. 3) مدیریت هوشمند: معمولاً مجهز به سنسورها و سیستم های کنترلی پیشرفته است که می تواند وضعیت عملکرد سیستم را در زمان واقعی برای دستیابی به مدیریت هوشمند نظارت و تنظیم کند. 4) سازگاری محیطی: استراتژی عملیاتی را می توان به طور خودکار با توجه به شرایط محیطی تنظیم کرد تا سازگاری و پایداری سیستم را بهبود بخشد. 5) نصب و نگهداری: سیستم مدیریت حرارتی یکپارچه ساختار فشرده ای دارد و به راحتی نصب می شود.
معایب اصلی عبارتند از: 1) دشواری فنی بالا: چندین زیرسیستم باید یکپارچه شوند، دشواری فنی نسبتاً زیاد است و پشتیبانی فنی حرفه ای مورد نیاز است. 2) سرمایه گذاری اولیه بزرگ: از آنجایی که مدیریت حرارتی یکپارچه نیاز به ادغام چندین زیر سیستم دارد، سرمایه گذاری اولیه نسبتاً زیاد است. 3) هزینه های نگهداری بالا: به دلیل پیچیدگی بالای سیستم، هزینه های تعمیر و نگهداری مدیریت حرارتی یکپارچه نیز نسبتا بالاست. به طور خلاصه، پمپ حرارتی یکپارچه مدیریت حرارتی با هدف بهبود عملکرد جامع وسیله نقلیه، استاندارد بهینه سازی طراحی یکپارچه، و ابزار کنترل هماهنگ چند سیستمی و مدیریت کلی دارای مزایای زیادی در بهره وری مصرف انرژی، هوشمند است. مدیریت، سازگاری محیطی و عملکرد بلند مدت. از نظر طول عمر و سایر جنبه ها دارای مزایای قابل توجهی است و این مزایا روند کلی توسعه مدیریت حرارتی خودرو در آینده است.
