الزامات فنی سیستم های مدیریت حرارتی
برای وسایل نقلیه الکتریکی خالص
منبع سرما، منبع گرما و سایر منابع انرژی سیستم تهویه مطبوع در خودروهای الکتریکی خالص، همگی از سیستم باتری می آیند. برای وسایل نقلیه الکتریکی خالص، تهویه مطبوع نه تنها به طور مستقیم بر راحتی رانندگی، بلکه بر دامنه رانندگی آنها نیز تأثیر می گذارد.
سیستم تهویه مطبوع یک وسیله نقلیه الکتریکی خالص نه تنها باید عملکردهای سرمایش/گرمایش را ارائه دهد، بلکه باید مصرف انرژی سیستم را نیز در نظر بگیرد و در نتیجه پیچیدگی آن را افزایش دهد. با توجه به تغییر در نوع قدرت، کمپرسور اسکرول الکتریکی مورد استفاده در تهویه مطبوع خودروهای الکتریکی به طور قابل توجهی ارزش و بازده حجمی را در مقایسه با کمپرسورهای سنتی بهبود بخشیده است. در حال حاضر، وسایل نقلیه الکتریکی عمدتاً از بخاری های PTC برای گرمایش استفاده می کنند که به طور قابل توجهی برد رانندگی در زمستان را کاهش می دهد. در آینده، انتظار می رود که سیستم های تهویه مطبوع پمپ حرارتی با راندمان گرمایش بالاتر به تدریج اتخاذ شوند.
سیستم مدیریت حرارتی وسایل نقلیه با انرژی جدید باید الزامات تهویه مطبوع کابین (خنک کننده، گرمایش، مه زدایی و غیره)، کنترل دمای بسته باتری، و اتلاف حرارت موتور و کنترل کننده را برآورده کند. بر اساس الزامات مدیریت جامع انرژی خودرو، فشردگی و طراحی سبک وزن، سیستم های مدیریت حرارتی خودرو به تدریج به سمت مدیریت حرارتی یکپارچه خودرو در حال توسعه هستند.
به طور کلی، سیستم های مدیریت حرارتی خودرو عمدتاً شامل سیستم های خنک کننده موتور، سیستم های تهویه مطبوع و سیستم های مدیریت حرارتی باتری است. از نظر عملکردی، به دو جزء اصلی تقسیم می شود: سیستم حرارتی محفظه موتور و سیستم حرارتی کابین، با سه چرخه اصلی: چرخه موتور، چرخه تهویه مطبوع و چرخه خنک کننده اینترکولر. چرخه خنک کننده موتور از جمله موتور، رادیاتور، ترموستات و پمپ آب نسبتاً ساده است. چرخه تهویه مطبوع عمدتاً از کندانسور، کمپرسور و شیر انبساط تشکیل شده است. عملکرد سیستم اینترکولر توربوشارژ افزایش حجم هوای ورودی موتور برای بهبود ویژگی های قدرت آن است. مشکل اینجاست که دمای هوای تحت فشار توربوشارژر بسیار بالاست. ورود مستقیم به موتور، پیر شدن روغن موتور را تسریع میکند و به اینترکولر نیاز دارد تا دمای هوای ورودی را کاهش دهد.
1) سیستم تهویه مطبوع: خودروهای بنزینی سنتی برای تهویه مطبوع از یک کمپرسور موتور- استفاده میکنند، در حالی که خودروهای انرژی جدید فقط میتوانند از آن استفاده کنند.کمپرسورهای الکتریکی. در خودروهای بنزینی، فرآیندهای تهویه مطبوع و خنککننده موتور نسبتاً مستقل هستند، در حالی که در خودروهای انرژی جدید، سه سیستم خنککننده برقی نزدیک به هم متصل هستند و معمولاً یک منبع سرما با سیستم خنککننده باتری مشترک هستند. در خودروهای بنزینی، موتور به عنوان منبع گرما عمل می کند و از پمپ آب برای هدایت گردش آب برای گرم کردن استفاده می کند. در حال حاضر، بیشتر وسایل نقلیه انرژی جدید از گرمایش الکتریکی استفاده می کنند، اما روند آینده به سمت سیستم های تهویه مطبوع پمپ حرارتی کارآمدتر انرژی{4}}است.
(2) مدیریت حرارتی باتری:محدوده دمای عملیاتی بهینه برای باتری های قدرت 20 تا 30 درجه است. در دماهای پایین، ظرفیت باتری کمتر است و عملکرد شارژ/دشارژ ضعیف است. در دماهای بالا، عمر چرخه باتری کوتاه می شود و دمای بیش از حد بالا حتی می تواند منجر به مشکلات ایمنی مانند انفجار شود. چندین سلول باتری به صورت سری و موازی به هم متصل می شوند تا یک بسته باتری را تشکیل دهند و گرمای تولید شده در هنگام شارژ و دشارژ بر روی یکدیگر تأثیر می گذارد. نگهداری بسته باتری قدرت در محدوده دمایی معقول به یک سیستم مدیریت حرارتی باتری پیچیده نیاز دارد.
(3) مدیریت حرارتی موتور و سیستم کنترل الکترونیکی: موتورها و اجزای کنترل الکترونیکی وسایل نقلیه انرژی جدید دارای نیازهای اتلاف حرارت بالایی در حین کار هستند و معمولاً به خنک کننده فعال نیاز دارند. این قطعات اغلب فقط به دستگاه های خنک کننده نیاز دارند.
