דרישות טכניות של מערכות ניהול תרמיות
לרכבים חשמליים טהורים
מקור הקור, מקור החום ושאר מקורות האנרגיה של מערכת מיזוג האוויר ברכבים חשמליים טהורים מגיעים כולם ממערכת המצברים. עבור רכבים חשמליים טהורים, המיזוג לא רק משפיע ישירות על נוחות הנסיעה אלא גם על טווח הנסיעה שלהם.
מערכת מיזוג האוויר של רכב חשמלי טהור חייבת לא רק לספק פונקציות קירור/חימום אלא גם להתייחס לצריכת האנרגיה של המערכת, ובכך להגדיל את מורכבותה. בשל השינוי בסוג ההספק, מדחס הגלילה החשמלי המשמש במיזוג אוויר לרכב חשמלי שיפר משמעותית את הערך והיעילות הנפחית בהשוואה למדחסים מסורתיים. כיום, רכבים חשמליים משתמשים בעיקר בתנורי PTC לחימום, מה שמפחית משמעותית את טווח הנסיעה בחורף. בעתיד, צפוי שיאומצו בהדרגה מערכות מיזוג אוויר משאבות חום בעלות יעילות חימום גבוהה יותר.
מערכת הניהול התרמית של רכבי אנרגיה חדשים צריכה לעמוד בדרישות של מיזוג אוויר בתא (קירור, חימום, הסרת ערפל וכו'), בקרת טמפרטורת ערכת הסוללות ופיזור חום של המנוע והבקר. בהתבסס על הדרישות של ניהול אנרגיה מקיף של רכב, קומפקטיות ועיצוב קל משקל, מערכות ניהול תרמיות לרכב מתפתחות בהדרגה לקראת ניהול תרמי משולב של רכב.
באופן כללי, מערכות ניהול תרמיות לרכב כוללות בעיקר מערכות קירור מנוע, מערכות מיזוג אוויר ומערכות ניהול תרמיות של סוללות. מבחינה פונקציונלית, הוא מחולק לשני מרכיבים עיקריים: המערכת התרמית של תא המנוע והמערכת התרמית בתא הנוסעים, עם שלושה מחזורים עיקריים: מחזור מנוע, מחזור מיזוג אוויר ומחזור מצנן ביניים. מחזור קירור המנוע פשוט יחסית, כולל המנוע, הרדיאטור, התרמוסטט ומשאבת המים. מחזור מיזוג האוויר מורכב בעיקר מהקבל, המדחס ושסתום ההרחבה. תפקידה של מערכת האינטרקולר מוגדש הטורבו הוא להגדיל את נפח כניסת האוויר של המנוע כדי לשפר את מאפייני הכוח שלו. הבעיה היא שטמפרטורת האוויר בלחץ מגדש הטורבו גבוהה מאוד; כניסה ישירה למנוע תאיץ את הזדקנות שמן הסיכה של המנוע, מה שמחייב את מצנן הביניים להוריד את טמפרטורת אוויר היניקה.
1) מערכת מיזוג אוויר: רכבי בנזין מסורתיים משתמשים במדחס מונע-למיזוג אוויר, בעוד שרכבי אנרגיה חדשים יכולים להשתמש רקמדחסים חשמליים. ברכבי בנזין, תהליכי מיזוג האוויר וקירור המנוע הם עצמאיים יחסית, בעוד ברכבי אנרגיה חדשים, שלוש-מערכות הקירור החשמליות מחוברות הדוק, ובדרך כלל חולקות מקור קור עם מערכת הקירור של המצבר. ברכבי בנזין, המנוע משמש כמקור החום, באמצעות משאבת מים להנעת זרימת מים לחימום. נכון לעכשיו, רוב רכבי האנרגיה החדשים משתמשים בחימום חשמלי, אך המגמה העתידית היא לכיוון של מערכות מיזוג אוויר עם משאבת חום יעילה יותר-באנרגיה.
(2) ניהול תרמי סוללה:טווח טמפרטורת ההפעלה האופטימלי עבור סוללות חשמל הוא 20-30 מעלות. בטמפרטורות נמוכות, קיבולת הסוללה נמוכה יותר, וביצועי טעינה/פריקה גרועים; בטמפרטורות גבוהות, חיי מחזור הסוללה מתקצרים, וטמפרטורות גבוהות מדי עלולות אפילו להוביל לבעיות בטיחות כגון פיצוצים. תאי סוללה מרובים מחוברים בסדרה ובמקביל ליצירת ערכת סוללות, והחום הנוצר במהלך הטעינה והפריקה משפיע זה על זה. שמירה על ערכת סוללות החשמל בטווח טמפרטורות סביר דורשת מערכת ניהול תרמית של הסוללה מורכבת.
(3) ניהול תרמי של מערכת בקרה מוטורית ואלקטרונית: המנועים ורכיבי הבקרה האלקטרוניים של רכבי אנרגיה חדשים הם בעלי דרישות גבוהות של פיזור חום במהלך הפעולה ובדרך כלל דורשים קירור אקטיבי. רכיבים אלה דורשים לעתים קרובות רק התקני קירור.
