تتميز مكيفات الهواء التقليدية ذات المضخات الحرارية بكفاءة تسخين منخفضة وقدرة تسخين غير كافية في البيئة الباردة، مما يحد من سيناريوهات تطبيق السيارات الكهربائية.لذلك، تم تطوير وتطبيق سلسلة من الطرق لتحسين أداء مكيفات الهواء ذات المضخات الحرارية في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة.من خلال زيادة دائرة التبادل الحراري الثانوية بشكل عقلاني، أثناء تبريد بطارية الطاقة ونظام المحرك، تتم إعادة تدوير الحرارة المتبقية لتحسين قدرة التدفئة للسيارات الكهربائية في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة.تظهر النتائج التجريبية أن قدرة التسخين لمكيف الهواء بالمضخة الحرارية لاسترداد الحرارة المهدرة قد تحسنت بشكل ملحوظ مقارنة بمكيف الهواء التقليدي بالمضخة الحرارية.يتم استخدام المضخة الحرارية لاستعادة الحرارة المهدورة مع درجة اقتران أعمق لكل نظام فرعي للإدارة الحرارية ونظام الإدارة الحرارية للمركبة بدرجة أعلى من التكامل في Tesla Model Y وVolkswagen ID4.تم تطبيق CROZZ ونماذج أخرى (كما هو موضح على اليمين).ومع ذلك، عندما تكون درجة الحرارة المحيطة أقل وكمية استعادة الحرارة المهدرة أقل، فإن استعادة الحرارة المهدرة وحدها لا يمكن أن تلبي الطلب على سعة التدفئة في البيئات ذات درجة الحرارة المنخفضة، ولا تزال هناك حاجة إلى سخانات PTC لتعويض النقص في قدرة التدفئة في الحالات المذكورة أعلاه.ومع ذلك، مع التحسين التدريجي لمستوى تكامل الإدارة الحرارية للسيارة الكهربائية، من الممكن زيادة كمية استعادة الحرارة المهدرة عن طريق زيادة الحرارة المتولدة عن المحرك بشكل معقول، وبالتالي زيادة قدرة التسخين وCOP لنظام المضخة الحرارية ، وتجنب استعمالهاسخان سائل التبريد PTC/سخان الهواء بي تي سي.مع تقليل معدل إشغال المساحة لنظام الإدارة الحرارية، فإنه يلبي الطلب على التدفئة للسيارات الكهربائية في بيئة درجة حرارة منخفضة.بالإضافة إلى استعادة واستخدام الحرارة المهدورة من البطاريات وأنظمة المحركات، يعد استخدام الهواء العائد أيضًا وسيلة لتقليل استهلاك الطاقة لنظام الإدارة الحرارية في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة.تظهر نتائج البحث أنه في بيئة درجة الحرارة المنخفضة، يمكن لتدابير استخدام الهواء الراجع المعقول أن تقلل من قدرة التدفئة المطلوبة للسيارات الكهربائية بنسبة 46% إلى 62% مع تجنب الضباب والصقيع على النوافذ، ويمكن أن تقلل من استهلاك طاقة التدفئة بنسبة تصل إلى 40%. %..قامت شركة Denso Japan أيضًا بتطوير هيكل مزدوج الطبقة للهواء الراجع/الهواء النقي، والذي يمكن أن يقلل من فقدان الحرارة الناتج عن التهوية بنسبة 30% مع منع تكون الضباب.في هذه المرحلة، تتحسن تدريجيًا القدرة على التكيف البيئي للإدارة الحرارية للمركبات الكهربائية في ظل الظروف القاسية، وتتطور في اتجاه التكامل والتخضير.
من أجل زيادة تحسين كفاءة الإدارة الحرارية للبطارية في ظل ظروف الطاقة العالية وتقليل تعقيد الإدارة الحرارية، فإن طريقة التحكم في درجة حرارة البطارية بالتبريد المباشر والتسخين المباشر التي ترسل مادة التبريد مباشرة إلى حزمة البطارية للتبادل الحراري هي أيضًا طريقة تيار حل تقني.يظهر تكوين الإدارة الحرارية للتبادل الحراري المباشر بين مجموعة البطارية وغاز التبريد في الشكل الموجود على اليمين.يمكن لتقنية التبريد المباشر تحسين كفاءة التبادل الحراري ومعدل التبادل الحراري، والحصول على توزيع أكثر اتساقًا لدرجة الحرارة داخل البطارية، وتقليل الحلقة الثانوية وزيادة استرداد الحرارة المهدرة للنظام، وبالتالي تحسين أداء التحكم في درجة حرارة البطارية.ومع ذلك، وبسبب تقنية التبادل الحراري المباشر بين البطارية وغاز التبريد، يجب زيادة التبريد والحرارة من خلال عمل نظام المضخة الحرارية.من ناحية، التحكم في درجة حرارة البطارية محدود ببدء وإيقاف نظام تكييف الهواء بمضخة الحرارة، مما له تأثير معين على أداء حلقة التبريد.ومن ناحية أخرى، فهي تحد أيضًا من استخدام مصادر التبريد الطبيعية في المواسم الانتقالية، لذلك لا تزال هذه التكنولوجيا بحاجة إلى مزيد من البحث والتحسين وتقييم التطبيق.
التقدم البحثي للمكونات الرئيسية
نظام الإدارة الحرارية للسيارة الكهربائية(HVCH) يتكون من مكونات متعددة، أهمها الضواغط الكهربائية، والصمامات الإلكترونية، والمبادلات الحرارية، وخطوط الأنابيب المختلفة، وخزانات السوائل.من بينها، الضاغط والصمام الإلكتروني والمبادل الحراري هي المكونات الأساسية لنظام المضخة الحرارية.مع استمرار تزايد الطلب على المركبات الكهربائية خفيفة الوزن واستمرار تعمق درجة تكامل النظام، تتطور مكونات الإدارة الحرارية للمركبات الكهربائية أيضًا في اتجاه خفيفة الوزن ومتكاملة وموحدة.من أجل تحسين إمكانية تطبيق السيارات الكهربائية في ظل الظروف القاسية، يتم أيضًا تطوير وتطبيق المكونات التي يمكن أن تعمل بشكل طبيعي في ظل الظروف القاسية وتلبية متطلبات أداء الإدارة الحرارية للسيارات وفقًا لذلك.
وقت النشر: 04 أبريل 2023
