چرا وسایل نقلیه الکتریکی به TMS حرارتی نیاز دارند؟
سیستم مدیریت؟
در مقایسه با خودروهای سنتی، خودروهای الکتریکی دارای یک کنترلر اضافی به نام TMS (سیستم مدیریت حرارتی) هستند. این کنترلر کمی ناآشنا به نظر می رسد، اما در واقع، ما از عملکردی که در خودروهای سنتی موجود است استفاده می کنیم، یعنی تهویه مطبوع اتوماتیک HVAC.
چرا تهویه مطبوع اتوماتیک به یک سیستم مدیریت حرارتی در خودروهای برقی تبدیل می شود؟ این با سیستم قدرت خودرو شروع می شود.
1. تفاوت در سیستم های قدرت
سیستم قدرت وسایل نقلیه سنتی از موتور ناشی می شود. دمای کارکرد بهینه موتور 85-105 درجه است. هنگامی که دما خیلی پایین است، عملکرد ضعیف است و پیش گرمایش لازم است. هنگامی که درجه حرارت بیش از حد بالا باشد، باعث آسیب به قطعات و نیاز به اتلاف گرما می شود.
پیش گرم کردن وسایل نقلیه بنزینی در دمای پایین معمولاً فقط به روشن شدن موتور برای مدتی نیاز دارد و دما را می توان با گرمای خود، بدون پردازش اضافی، افزایش داد. اتلاف حرارت در دمای بالا مستلزم روشن کردن فن خنک کننده برای دفع مایع خنک کننده موتور است. به طور خلاصه، ویژگی های موتور گرمای بالا و دمای بالا است و تقاضای کنترل دما عمدتاً خنک کننده است که نسبتاً ساده است.
بنابراین، سیستم های مربوط به گرما در خودروهای سنتی عمدتاً سیستم های تهویه مطبوع و سیستم های خنک کننده موتور هستند. هنگامی که تهویه مطبوع گرم می شود، از گرمای اتلاف دمای بالا تولید شده توسط موتور در هنگام کار استفاده می کند، اما کولر و سیستم خنک کننده موتور دو کنترل کننده مستقل هستند.
سیستم قدرت وسایل نقلیه الکتریکی از موتور و منبع تغذیه از باتری برق می آید. مشخصات موتور مشابه موتور است. هنگام کار گرما تولید می کند و باید خنک شود.
با این حال، باتری قدرت بسیار متفاوت است. دمای کارکرد بهینه باتری برق 20-40 درجه است. اگر دما خیلی پایین باشد، ظرفیت باتری به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. پدیده آبکاری در هنگام شارژ در دمای پایین نیز آسیب جدی به باتری وارد می کند.
دمای بیش از حد نه تنها پیر شدن باتری را تسریع می کند، بلکه باعث انبساط باتری، نشتی، اتصال کوتاه و حتی انفجار می شود. بنابراین، در مقایسه با موتور خشن سنتی، باتری قدرت بسیار ارزشمند است و کنترل دمای آن باید بسیار دقیق و دقیق باشد!
2. کنترلر مدیریت حرارتی یکپارچه ITM
با توجه به سیستم های قدرت مختلف، سیستم های مربوط به گرما وسایل نقلیه الکتریکی شامل سیستم های تهویه مطبوع، مدیریت حرارتی باتری و سیستم های خنک کننده موتور می باشد.
از نقطه نظر کمی، خودروهای الکتریکی فقط یک مدیریت حرارتی باتری بیشتر از خودروهای سوخت سنتی دارند. آیا اضافه کردن یک کنترلر مدیریت حرارتی باتری کافی است؟
در واقع، تغییر سیستم قدرت خودروهای الکتریکی منجر به ارتباط نزدیکتر بین سیستمهای مدیریت حرارتی مستقل اولیه شده است!
به عنوان مثال، سیستم تهویه مطبوع، گرمایش اصلی توسط گرمای اتلاف موتور ایجاد می شود که بسیار صرفه جویی در انرژی است. گرمایش وسایل نقلیه برقی فقط می تواند به اصل پمپ حرارتی یا اصل گرمایش PTC کولر گازی متکی باشد.
اصل پمپ حرارتی به کمپرسور نیاز دارد تا کار کند و PTC برای گرم کردن باید روشن شود. هر دو روش مصرف برق دارند و PTC مصرف بیشتری دارد. برق از باتری برق می آید، بنابراین وضعیت کار سیستم تهویه مطبوع به عملکرد باتری برق بستگی دارد.
همانطور که قبلاً ذکر شد، محدوده دمای کارکرد بهینه باتری قدرت بسیار باریک است و یک فن ساده برای پیش گرمایش و خنک کننده مانند یک ماشین سنتی نمی تواند آن را کنترل کند. گرمایش و سرمایش سیستم تهویه مطبوع باید اثر کنترل دما را تضمین کند. بنابراین، عملکرد باتری برق به تنظیم سیستم تهویه مطبوع بستگی دارد.
به همین ترتیب، کولر گازی می تواند موتور را خنک کند و از گرمای موتور نیز می توان برای برق باتری و تهویه مطبوع استفاده کرد، بنابراین رابطه بین این سه نزدیکتر می شود.
دمای بیش از حد بالا یا خیلی پایین باتری، بر محدوده کروز خودرو و راحتی تهویه مطبوع تأثیر می گذارد. دمای بیش از حد موتور و کنترل الکترونیکی نیز بر توانایی رانندگی کل وسیله نقلیه تأثیر می گذارد. این ویژگی ها الزامات بالاتری را برای مدیریت حرارتی مطرح می کند.
الزامات بالاتر وسایل نقلیه الکتریکی برای مدیریت حرارتی و رابطه نزدیک بین تهویه مطبوع، باتری ها و موتورها منجر به توسعه مدیریت حرارتی مستقل اصلی به سمت یک سیستم مدیریت حرارتی یکپارچه برای کل وسیله نقلیه شده است که باتری ها، موتورها و هوای محفظه سرنشین را یکپارچه می کند. شرطی سازی این یکپارچگی ساختاری و رویکرد کوپلینگ عملکردی دستیابی به مصرف انرژی و هزینه بهینه برای کل خودرو را آسانتر میکند.
