تستخدم المركبات الكهربائية محركات عالية القدرة، تتكون من العديد من المكونات المختلفة وتولد حرارة عالية، كما أن هيكل المقصورة صغير الحجم نظرًا لشكلها وحجمها، لذا فإن سلامة هذه المركبات وحمايتها من الحوادث أمران بالغا الأهمية، ومن ثمّ من الضروري تصميم نظام إدارة حرارية فعال لها. تحلل هذه المقالة مخطط نظام التبريد والتدفئة لمكيف الهواء والبطارية والمحرك ومكونات أخرى في المركبة الكهربائية، بهدف بناء نموذج لأكثر أنظمة التبريد والتدفئة كفاءة. وعلى هذا الأساس، يتم تحسين تصميم تخطيط الأجزاء والأنابيب ذات الصلة، ووضع ترتيب مثالي للأنابيب يضمن توفير مساحة كافية لحجرة الأمتعة.
في تصميم المركبات الكهربائية، يُعدّ نظام التبريد والتدفئة نقطة محورية، وهو أيضاً الفرق الرئيسي بين المركبات الكهربائية والسيارات التقليدية التي تعمل بالوقود. فالأجزاء المتعلقة بالتبريد والتدفئة في المركبات الكهربائية كثيرة ومعقدة، وتتضمن العديد من الأنابيب، بما في ذلك سلسلة من الأجزاء مثل وحدة التحكم في المركبة الكهربائية والمحرك.سخان سائل التبريد PTCومضخة مياه كهربائيةإلخ. لذلك، في تصميم مقصورة السيارة بأكملها وهيكلها السفلي، يُعدّ التحكم في ترتيب الأجزاء بشكل متكامل، وتحديد فتحات أنابيبها، نقطةً أساسيةً في عملية الترتيب. لا يؤثر هذا على أداء السيارة ككل فحسب، بل يؤثر أيضًا على كل آلية فيها. تستند هذه المقالة إلى تصميم نظام التبريد والتدفئة في سيارة كهربائية، وبالاقتران مع دراسة تصميم غطاء المحرك، يُمكن لتكامل بعض مكونات النظام ذات الصلة تقليل حجم الدعامات والأنابيب المرتبطة بها، والتحكم في التكلفة، وتحسين مظهر غطاء المحرك، وتوفير المساحة، وتسهيل ترتيب الأنابيب في غطاء المحرك والهيكل السفلي.
الاختلافات في إدارة الحرارة بين السيارات التقليدية والسيارات الكهربائية
إن التغييرات الأساسية الحالية في نظام الطاقة لمركبات الطاقة الجديدة، وخاصة المركبات الكهربائية بالكامل، تعيد تشكيل بنية نظام الإدارة الحرارية للمركبة، وقد أصبح نظام الإدارة الحرارية هو أكبر فرق بين مركبات الطاقة الجديدة مقارنة بالمركبات التقليدية، وتتلخص الاختلافات الرئيسية فيما يلي:
(1) نظام إدارة الحرارة الجديد لبطاريات الطاقة (HVCH) لمركبات الطاقة الجديدة؛
(2) بالمقارنة مع المحرك، تتطلب بطارية الطاقة ونظام التحكم الإلكتروني للمحرك الكهربائي مستوى أعلى من التحكم الموثوق في درجة الحرارة؛
(3) من أجل تحسين المدى، تحتاج المركبات الكهربائية إلى تحسين كفاءة إدارة الحرارة بشكل أكبر.
باختصار، يتضح أن نظام إدارة الحرارة في سيارات الوقود التقليدية مُصمم حول المحرك (حيث يُشغّل المحرك الضاغط ومضخة الماء، ويتم تسخين المقصورة باستخدام حرارة المحرك المُهدرة). ولأن السيارة الكهربائية بالكامل لا تحتوي على محرك، فإن ضاغط مكيف الهواء ومضخة الماء يحتاجان إلى الكهرباء، وتُستخدم وسائل أخرى (مثل مُقاوِمات الحرارة الحرارية أو المضخات الحرارية) لتوفير الحرارة لمقصورة القيادة. تتطلب بطارية الطاقة في سيارات الطاقة الجديدة تبديدًا دقيقًا للحرارة وإدارة فعّالة لها. وبالمقارنة مع سيارات الوقود، تُضيف سيارات الطاقة الجديدة دوائر إدارة حرارية لبطارية الطاقة ووحدات التحكم الإلكترونية والمحرك، بالإضافة إلى زيادة في عدد المبادلات الحرارية وصمامات التحكم ومضخات الماء ومُقاوِمات الحرارة الحرارية.
تاريخ النشر: 23 مارس 2023