ניהול תרמי מקיף לכלי רכב חשמליים
עם הפופולריות המתמשכת של כלי רכב חשמליים, על מנת לפתור את בעיות טווח השיוט והבטיחות התרמית של רכבים חשמליים בחורף ובקיץ, נדרש ניהול תרמי של כלי רכב חשמליים. ניהול תרמי ברכבים חשמליים מתחלק בעיקר לניהול תרמי של מערכת מנוע, ניהול תרמי של מערכת סוללות וניהול תרמי של מערכת מיזוג אוויר. שלוש המערכות הללו הן מקורות החום העיקריים הנוצרים על ידי כלי רכב חשמליים. ברכבים חשמליים קודמים, הניהול התרמי של שלוש המערכות העיקריות היה בדרך כלל עצמאי, חסר ניהול אחיד של חום הרכב כולו, ויעילות הניהול התרמי הייתה נמוכה. בדור החדש של כלי רכב חשמליים, ניהול משולב של החום של הרכב כולו מתבצע מתחילת התכנון, והחום הנוצר משלוש המערכות העיקריות מנוהל באופן אחיד, ובכך משפר מאוד את יעילות הניהול התרמי של כל הרכב. הרכב והפחתת השפעת הטמפרטורה על הרכב. השפעה על ביצועי הרכב החשמלי.
מערכת ההנעה המנועית של רכב חשמלי ממירה את האנרגיה החשמלית בסוללה לאנרגיה מכנית כדי לספק כוח לרכב לנוע. במהלך פעולת המנוע, אנרגיה מסוימת תאבד בצורה של אנרגיית חום, כגון אובדן ליבה, אובדן מתפתל ואובדן מכני. כאשר מערכת סוללות החשמל מספקת אנרגיה חשמלית לרכב, ערכת הסוללות תשחרר מעט חום עקב פריקה מתמשכת. המשך הצטברות החום תגרום לטמפרטורה של ערכת הסוללות לעלות. ישנם מקורות רבים לעומסי חימום וקירור במערכת המיזוג של רכבים חשמליים, כגון החום הנפלט מאנשים בתוך המכונית, החום המוכנס לתא הנוסעים מהסביבה החיצונית דרך מבנה הגוף, החום המוכנס לתא הנוסעים. דרך מערכת המנוע ומערכת סוללות החשמל, והחום הנכנס לתא הנוסעים דרך מערכת האוורור של הרכב. של חום וכו'. כאשר לומדים את מערכת הניהול התרמית של רכבים חשמליים, עלינו להתמקד במקורות החום בתוך המכונית ובכמות החום הכוללת בתוך המכונית על מנת לאמץ ניהול חום ממוקד.
1. ניהול תרמי של סוללת חשמל
ניהול תרמי של סוללות חשמל אחראי בעיקר על קירור ערכת הסוללות בטמפרטורה גבוהה או חימום ערכת הסוללות בטמפרטורה נמוכה. מערכות ניהול תרמיות מסורתיות של סוללות מסתמכות בעיקר על מדיה אווירית או נוזלית לקירור וחימום. עם זאת, מערכת הניהול התרמית המשתמשת במדיית אוויר היא בעלת ביצועי העברת חום גרועים ואינה יכולה להסתגל לצרכי פיזור החום והחימום של חבילות הסוללות הנוכחיות המסודרות בצפיפות, בעוד שמערכת הניהול התרמית המשתמשת במדיה נוזלית מורכבת מדי, כלומר, היא תוסיף מסה נוספת, ויש גם בעיות סכנת דליפת נוזלים. לכן, מערכת הניהול התרמי של הסוללה של מדיום נוזלי גם אינה מתאימה לניהול תרמי הסוללה של כלי רכב חשמליים נוכחיים. נכון לעכשיו, מערכת הניהול התרמי של הסוללה של כלי רכב חשמליים מאמצת בעיקר שיטת ניהול תרמי מרוכב, המשתמשת במגוון חומרים מוליכים תרמית כמדיום, כגון מדיה נקבוביות, חומרים לשינוי פאזה, ננו-חומרים, סנפירי מתכת וחומרים מוליכים תרמית אחרים בשילוב. עם מדיית אוויר או מדיום נוזלי. בנוסף, מערכת ניהול תרמית מורכבת המורכבת מאלמנטים להעברת חום בעלי יעילות גבוהה המורכבת מצינורות חום בשילוב עם חומרי אוויר, נוזלים וחומרי שינוי פאזה היא גם מוקד המחקר בתחום הניהול התרמי של הסוללה.
2.ניהול תרמי של תא הנוסעים
מערכת מיזוג הרכב החשמלי אחראית בעיקר על הניהול התרמי של תא הנוסעים ברכב, ובכך מספקת סביבת נהיגה ורכיבה נוחה לנהג ולנוסעים, ובכך מבטיחה נהיגה בטוחה של הנהג. מערכת מיזוג האוויר הנוכחית המשמשת בעיקר רכבים חשמליים היא שילוב של מזגנים עם קירור יחיד דחיסה ותנורי חימום חשמליים. למערכת מיזוג אוויר זו טכנולוגיה בוגרת ואינה שונה בהרבה מזו של רכבי דלק. עם זאת, המחמם החשמלי ישתמש באנרגיה החשמלית שבסוללת החשמל, וכתוצאה מכך תפוקת אנרגיה נוספת מסוללת החשמל ותקטין את טווח השיוט של הרכב החשמלי. לכן, ההתמקדות המחקרית הנוכחית במערכות מיזוג חשמליות לרכבים היא החלפת ציוד חימום במערכות מיזוג אוויר מסורתיות במערכות מיזוג אוויר משאבות חום. יחד עם זאת, מערכות מיזוג אוויר משאבות חום צריכות להתגבר גם על בעיות מעשיות כמו יעילות מופחתת של משאבת חום והיווצרות כפור בחורף. מסיבה זו, אנשים החלו להתמקד בטכנולוגיית חימום עזר ובטכנולוגיית שחזור חום פסולת כדי לשפר את היעילות של מערכות מיזוג אוויר משאבות חום בסביבות קרות. בנוסף, חומרי קירור כלורופלואורו-פחמן נסוגו בהדרגה מתחום היישום של חומרי קירור במערכות מיזוג אוויר לרכב חשמלי כדי לשפר עוד יותר את השפעת הגנת הסביבה של רכבים חשמליים חדשים.
3. ניהול תרמי של מערכת כונן מנוע
המנוע מייצר חום רב במהלך הפעולה. לכן, הניהול התרמי של המנוע אחראי בעיקר על קירור מנוע ההנעה. אמצעי הקירור המשמש במערכת הניהול התרמי של המנוע הוא בעיקר קירור אוויר או קירור נוזלי. קירור אוויר מוציא את החום שנוצר על ידי המנוע דרך אוויר זורם, אך אפקט קירור האוויר גרוע יחסית וגורם לאובדי אוורור של המנוע, שיש להם השפעה מסוימת על יעילות העבודה של מנוע ההינע. לסוג הקירור הנוזלי יש אפקט קירור טוב יותר והוא יכול לקחת במהירות את החום שמשחרר המנוע, ובכך ליצור סביבת עבודה ארוכת טווח עם טמפרטורה מתאימה למנוע. על מנת לשפר עוד יותר את היעילות של מערכות ניהול תרמיות של מנוע מקורר נוזל, אנשים מתמקדים בתכנון אופטימלי של תעלות זרימת נוזל קירור ובחירת נוזל קירור.