עקרון העבודה של מערכת מיזוג אוויר חדשה לרכב אנרגיה 1
ישנם הבדלים בהרכב המערכת בין רכבים חשמליים לרכב מסורתי, ולסוגים שונים של רכבים חשמליים מאפיינים שונים. לרכבים חשמליים טהורים אין מנוע כמקור כוח למדחס המזגן, ואין פסולת חום מהמנוע שניתן להשתמש בה כדי להשיג את השפעות החימום וההפשרה. גם לרכבים חשמליים תאי דלק אין מנוע כמקור כוח למדחס המזגן, אך מנוע תאי הדלק יכול לייצר חום פסולת יציב יחסית.
עבור כלי רכב חשמליים היברידיים, המנוע אינו יכול לשמש כמקור כוח לדחיסת קירור בכל עת בשל אסטרטגיית הבקרה שלו. הדבר הראשון שמתאים מזגן הרכב לאוויר בתוך התא הוא להתאים את טמפרטורת האוויר, ולהפחית את טמפרטורת האוויר באמצעות קירור. על פי המאפיינים של כלי רכב חשמליים, שיטות מיזוג האוויר הקירור שניתן לבחור לרכב חשמלי כיום כוללות בעיקר קירור תרמו-אלקטרי, קירור מדחס חשמלי וקירור פסולת חום. ביניהם, ניתן לשקול קירור חום פסולת ברכבים חשמליים עם תאי דלק.
מערכת מיזוג אוויר לרכב חשמלי: מערכת קירור
קירור מוליכים למחצה, המכונה גם קירור תרמו-אלקטרי, הוא טכנולוגיית קירור מוצק. הוא אינו משתמש בחומרי קירור ואין לו חלקי פעולה. התרמופיל שלו פועל כמדחס קירור דחיסה, הקצה הקר ומחליף החום שלו שווים למאייד קירור דחיסה, והקצה החם ומחליף החום שלו שווים למעבה. כשהם מופעלים, אלקטרונים וחורים חופשיים נעים מהקצה הקר של התרמופיל לקצה החם תחת פעולת השדה החשמלי החיצוני, המקבילה לתהליך הדחיסה של נוזל הקירור במדחס. בקצה הקר של המחסנית האלקטרו-תרמית, נוצרים זוגות של חורים של אלקטרונים באמצעות ספיגת החום של מחליף החום, המקבילה לספיגת החום ולאידוי של נוזל הקירור במאייד. בקצה החם של המחסנית האלקטרו-תרמית מתרחש השילוב מחדש של זוגות אלקטרונים-חורים, ובמקביל, החום מתפזר דרך מחליף החום, המקביל להפקת החום ולעיבוי של נוזל הקירור במעבה.
למיזוג אוויר תרמי יש את המאפיינים הבאים: אלמנטים תרמו-אלקטריים זקוקים לאספקת חשמל DC כדי לעבוד; שינוי כיוון הזרם יכול לייצר את ההשפעה ההפוכה של קירור וחימום; בתנאי עומס, לוחית הקירור יכולה להגיע להפרש הטמפרטורה המקסימלי תוך פחות מדקה אחת לאחר ההפעלה; ניתן להתאים את מהירות הקירור והטמפרטורה על ידי התאמת זרם העבודה של הרכיב, ודיוק בקרת הטמפרטורה יכול להגיע ל-0.001 מעלות, וקל לממש התאמה מתמשכת של האנרגיה; בתנאי עיצוב ויישום, יעילות הקירור שלו יכולה להגיע ליותר מ-90 אחוז, בעוד שיעילות החימום שלו גדולה בהרבה מ-1; גודל קטן, קל משקל ומבנה קומפקטי תורמים להפחתת המשקל העצמי של כלי רכב חשמליים; אמינות גבוהה, חיים ארוכים ותחזוקה קלה; אין חלקים מסתובבים, כך שאין רטט, אין חיכוך, אין התנגדות לרעש וזעזועים.
