פתרונות טכניים אופייניים לניהול תרמי
של רכבי אנרגיה חדשים
התפקיד העיקרי של ניהול תרמי רכב הוא לספק סביבת טמפרטורה מתאימה לנוסעי תא הטייס ולאפשר לרכיבים שונים של הרכב לפעול בטווח טמפרטורות מתאים. ניהול תרמי לרכב במובן הרחב כולל ניהול מערכות מיזוג אוויר וציוד חימום אחר ברכב, בעוד שניהול תרמי במובן הצר מתייחס רק לאחרון.
מערכת הניהול התרמי של רכבי אנרגיה חדשים מורכבת יותר מזו של כלי רכב מסורתיים. מערכת הניהול התרמית המסורתית לרכב כוללת בעיקר שני חלקים: מערכת קירור המנוע ומערכת מיזוג האוויר לרכב. רכבי אנרגיה חדשים כוללים לא רק מערכות מיזוג אוויר מסורתיות לרכב (רכבי פלאג-אין היברידיים כוללים גם מערכות קירור מנוע), אלא גם מוסיפים דרישות קירור חדשות לסוללות, מנועים וכו'.
במונחים של דרישות ניהול תרמי, מערכות ניהול תרמיות של רכב אנרגיה חדש כוללות בעיקר סביבת ערכת סוללות, מכשירים אלקטרוניים, קירור מנוע, מיזוג אוויר לרכב וכו'. החשובים שבהם הם מערכת מיזוג האוויר ומערכת הניהול התרמית של הסוללה.
בהשוואה לרכבי דלק מסורתיים, הנותנים תשומת לב רבה יותר לניהול התרמי של המנוע, מערכת הניהול התרמית של רכבי אנרגיה חדשים צריכה לשקול את הקשר בין חום, מערכת הנעה ורכב משילוב מערכת ומפרספקטיבה כוללת, ולהשתמש באמצעים מקיפים כדי לשלוט ולייעל את העברת החום. מערכת.
מערכת מיזוג האוויר של רכב דלק מסורתי מורכבת בעיקר משני חלקים. מערכת הקירור משתמשת בקירור דחיסת אדים המופעל על ידי המנוע, ומערכת החימום מכניסה בעיקר את חום נוזל הקירור לרכב. בעת קירור רכבים חשמליים טהורים בקיץ, מדחס המזגן מונע על ידי מנוע חשמלי. עם זאת, אין חום מנוע בזבוז בחורף, ולכן יש צורך בשיטות אחרות לפתרון בעיית החימום. מכיוון שמקור האנרגיה של רכבים חשמליים טהורים שונה מזה של רכבי דלק מסורתיים, ישנם בעיקר הפתרונות הבאים למערכת מיזוג האוויר של רכבים חשמליים טהורים.
1) קירור דחיסת אדים + מערכת חימום חשמלית PTC
כאשר המכונית נמצאת בקירור בקיץ, המנוע החשמלי מניע את מדחס המזגן לפעול. עקרון הקירור זהה לזה של רכב הדלק, וניתן להשיג גם את מטרת הקירור. בעת חימום בחורף, ה-PTC מחומם על ידי צריכת חשמל מהסוללה. שיטת חימום זו היא כיום שיטה נפוצה בכלי רכב חשמליים.
מחממי PTC מחולקים לשני סוגים, האחד הוא חימום על ידי חימום נוזל, והשני הוא חימום על ידי חימום אוויר. מערכת קירור דחיסת אדים + PTC בעלת אמינות גבוהה ויכולה לענות על הצרכים של חברי הרכב לבקרת טמפרטורה. עם זאת, יש לו יעילות תרמית נמוכה, ניצול אנרגיה נמוך ועלות גבוהה. מחקרים מראים כי הקילומטראז' של כלי רכב המצוידים במערכת זו יקטן בכ-1/3.
2) שימוש במערכת חימום פסולת
במהלך ההפעלה, כלי רכב חשמליים טהורים משתמשים בחום שנוצר על ידי רכיבים כגון ממירים, מנועים וסוללות כדי לחמם את פנים הרכב. מחקרים מראים שהטמפרטורה שנוצרת במצב זה היא בסביבות 50 מעלות, מה שבעצם יכול לענות על צורכי הנסיעה במכונית בתנאי חימום רגילים, אבל קשה לספק מספיק חום לרכב בטמפרטורות נמוכות יותר. לכן פתרון זה יכול לשמש רק כחימום עזר.
3) מערכת קירור מוליכים למחצה, חימום אקוסטי ומיזוג אוויר
מערכות מיזוג אוויר לקירור/חימום מוליכים למחצה משתמשות בצמתי PN המורכבים מחומרים מוליכים למחצה מיוחדים כדי ליצור זוג צמד תרמי ולייצר את אפקט Peltier. מערכת זו אינה דורשת חומר קירור, אין לה מקורות זיהום, אין רעידות ואין רעש. זה יכול גם לקרר וגם לחמם. קל לממש שליטה מרחוק, בקרת תוכניות ושליטה במחשב. זמן החימום מהיר, והוא יכול להשיג שינויי טמפרטורה בין 90 ל-130 מעלות. כיום, לחומרים תרמו-אלקטריים יש מקדם ערך נמוך, וביצועי הקירור שלהם אינם אידיאליים. יתרה מכך, התפוקה של thermopile מוגבלת על ידי תפוקת האלמנטים המהווים את האלמנט התרמו-אלקטרי, והיא אינה עומדת בדרישות לחיסכון באנרגיה ולמיזוג אוויר יעיל של רכבים חשמליים.
4) מערכת מיזוג משאבת חום
מערכת מיזוג משאבת החום משתמשת במנוע חשמלי ככוח כדי להניע את מדחס מיזוג האוויר לפעול. הוא משתמש במאפיינים הפיכים של מחזור הקירור כדי לשלב קירור וחימום. יש לו את היתרונות של מבנה קומפקטי, יעילות גבוהה והגנה על הסביבה. הוא הפך למומחה מקומי וזר במערכות מיזוג חשמליות לרכבים חשמליים. מחקר נקודות חמות.
