سیستم مدیریت حرارتی خودروهای انرژی جدید
در حین کار و کارکرد خودرو، از آنجایی که اجزای قدرت، سیستم های کنترل و غیره در تمام زمان ها در حال کار مداوم هستند، تبدیل انرژی، اصطکاک مکانیکی و غیره در حین کارکرد کل سیستم خودرو به صورت بیان می شود. از انرژی حرارتی، بنابراین لازم است یک سیستم مدیریت حرارتی خودرو کامل و کارآمد، گرمای تولید شده توسط خودرو را مدیریت کند. این سیستم می تواند گرمای خودرو و گرمای محیط را هماهنگ و کنترل کند تا هر جزء خودرو در محدوده دمایی بهینه خود کار کند. این یک محیط کار امن و راحت را برای خودرو فراهم می کند.
زمانی که خودروها هنوز در دوران سوخت سنتی بودند، منبع گرمای اصلی خودرو در حین کار از موتور و سیستم‌های آن می‌آمد. بنابراین چگونگی دفع گرما از موتور و سیستم ها و استفاده مناسب از این بخش از انرژی گرمایی به موضوعی تحقیقاتی در سیستم های مدیریت حرارتی سنتی خودرو تبدیل شده است. موضوع. با این حال، در عصر برقی شدن وسایل نقلیه، منبع گرمای خودرو از موتور سنتی به اجزایی مانند باتری‌های نیرو، موتورهای محرک و سیستم‌های کنترل الکترونیکی مرتبط تغییر کرده است. از آنجایی که باتری لیتیوم مایع جریان اصلی فعلی منبع اصلی انرژی وسایل نقلیه با انرژی جدید است و دارای انرژی بالا و خطر فرار حرارتی است، چگونه می توان اطمینان حاصل کرد که باتری قدرت در محدوده دمایی بهینه کار می کند و در عین حال خطر فرار حرارتی را کاهش می دهد و در در عین حال می تواند عمر سرویس و راحتی وسیله نقلیه خود را از طریق مدیریت گرمای معقول بهبود بخشد، و برد کروز خودرو را افزایش دهد، که به جهت تحقیقاتی مدیریت حرارتی خودرو در عصر جدید خودرو تبدیل شده است.
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 انرژی، حالت کار و غیره تفاوت هایی وجود دارد، سیستم های مدیریت حرارتی خودرو نیز متفاوت است.
مدیریت حرارتی خودروهای 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.
مدیریت حرارتی پیشرانه
عمدتا 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 آزاد می کند تا از گرم شدن بیش از حد موتور و عملکرد نامناسب آن در شرایط کار با بار زیاد جلوگیری کند.
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 محیط های گرم و با دمای بالا، عملکرد خنک کننده کابین از طریق خنک سازی مبرد تهویه مطبوع به دست می آید تا محیطی راحت برای مسافران فراهم شود.
مدیریت حرارتی خودروهای 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 انرژی‌های جدید، از آنجایی که هیچ گرمایی از موتور تامین نمی‌شود، عملکرد تهویه مطبوع و گرمایش کابین از طریق تبادل حرارت موتور قابل تحقق نیست و تنها از طریق PTC یا گرما قابل دستیابی است. پمپ تهویه مطبوع تنظیم کنید برای مدل های هیبریدی انرژی جدید، به دلیل حفظ موتور احتراق داخلی، گرمایش کابین را می توان با استفاده از گرمای اتلاف موتور به اضافه PTC یا تهویه مطبوع پمپ حرارتی برای کار با یکدیگر به دست آورد. در مقایسه با وسایل نقلیه سوخت سنتی، وسایل نقلیه جدید انرژی 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 پیشرانه
"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 مدل‌های برد گسترده، یک سیستم خنک‌کننده 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.
مدیریت حرارتی باتری های برق 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.
خنک کننده هوا: با استفاده از هوا به عنوان وسیله انتقال حرارت، باتری نیرو از طریق حرکت جریان هوا در حین رانندگی خودرو یا نصب یک فن اگزوز خنک می شود. این روش خنک کننده دارای ویژگی های کم هزینه و کاربرد ساده است، اما بازده کلی اتلاف گرما زیاد نیست، نویز زیاد است و اتلاف گرما ناهموار است.
خنک کننده مایع: تبادل حرارت از طریق همرفت مایع برای کاهش دمای باتری. سیستم مدیریت حرارتی که از این روش برای خنک کردن استفاده می کند، کوچکتر از سیستم خنک کننده با هوا خواهد بود و همچنین دارای ویژگی های خنک کننده خوب و سرعت سریع است. اما به دلیل وجود مایع، هوابندی سیستم لازم است بیشتر باشد. در غیر این صورت خطر نشتی وجود دارد.
خنک کننده مواد تغییر فاز (PCM): هنگامی که دمای باتری برق افزایش می یابد، مواد تغییر فاز مانند پارافین، نمک های هیدراته و اسیدهای چرب مقدار زیادی گرمای نهان را در طول فرآیند تغییر فاز جذب یا آزاد می کنند تا باتری خنک شود. با این حال، اگر ماده تغییر فاز به طور کامل تغییر فاز دهد، اثر انتشار گرما بدتر خواهد شد. در حال حاضر، این روش هنوز در دست تحقیق برای کاربرد در باتری های برق خودرو است.
خنک کننده لوله حرارتی: باتری از طریق یک ظرف مهر و موم شده یا لوله مهر و موم شده خنک می شود که دو سر آن انتهای تبخیر و انتهای میعان است و با یک محیط اشباع (آب، اتیلن گلیکول یا استون و غیره) پر می شود. این روش هم می تواند گرمای باتری را جذب کند و هم باتری را گرم کند. اما به دلیل پیچیدگی فنی، این فناوری هنوز در تولید انبوه به کار گرفته نشده است.
خنک کننده مستقیم: با استفاده از اصل گرمای نهان تبخیر مبرد (R134a و غیره)، یک سیستم تهویه مطبوع در خودرو یا سیستم باتری ایجاد می شود. اواپراتور سیستم تهویه مطبوع در سیستم باتری نصب شده است. مبرد در اواپراتور تبخیر می شود و به سرعت و کارآمد تبخیر می شود. گرمای سیستم باتری گرفته می شود و در نتیجه به هدف خنک سازی سیستم باتری دست می یابد.
