تكنولوجيا إدارة الحرارة في المركبات الكهربائية

1. دعونا أولاً نشرح ما هو نظام إدارة الحرارة وما هو نظام إدارة الحرارة الجيد.

من وجهة نظر المستخدم، يتجلى الدور الرئيسي لنظام إدارة الحرارة في عصر السيارات الكهربائية في جانبين: داخلي وخارجي. يتمثل الجانب الداخلي في الحفاظ على درجة حرارة السيارة دافئة في الشتاء وباردة في الصيف، وذلك من خلال تدفئة المقاعد وعجلة القيادة، أو تشغيل مكيف الهواء مسبقًا، وما إلى ذلك. ويكمن جوهر عملية ضبط درجة حرارة المقصورة بسرعة في تحديد الوقت اللازم للوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة، وكمية الطاقة المستهلكة، وكيفية تحقيق التوازن. أما الجانب الخارجي، فيتمثل في ضمان أن تكون البطارية في درجة حرارة مناسبة للعمل؛ فلا تكون ساخنة جدًا، لأن ذلك سيؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة بشكل كبير واشتعال النيران؛ ولا تكون باردة جدًا، لأن انخفاض درجة حرارة البطارية بشكل كبير سيؤدي إلى توقف إطلاق الطاقة، مما يؤثر سلبًا على عمر البطارية ويقلل من المسافة المقطوعة بشكل ملحوظ.

ستكون إدارة الحرارة أكثر أهمية في فصل الشتاء، لأنه تم مراعاة منع الهروب الحراري بشكل كامل في تصميم البطارية، ولكن في فصل الشتاء، يكمن محور إدارة الحرارة في كيفية استهلاك طاقة أقل للحفاظ على البطارية عند درجة حرارة التشغيل المثلى.

يتضح أن نظام إدارة الحرارة في المركبات الكهربائية ليس مجرد نظام تكييف الهواء في المركبات التي تعمل بالوقود، بل يحتاج أيضًا إلى إجراء بعض التحسينات المتعمقة على هذا الأساس، ويجب تنسيقه وتحسينه مع البنية الكهربائية والإلكترونية، ونظام نقل الحركة، ونظام الفرامل، وما إلى ذلك. لذلك، هناك العديد من الطرق والتفاصيل الدقيقة فيه.

2. كيفية إدارة الحرارة
الطريقة التقليدية: التسخين بواسطة معامل درجة الحرارة الموجب (PTC)

في التصميم التقليدي، ولتوفير مصدر حرارة لمقصورة الركاب والبطارية، تُجهز المركبة الكهربائية بمكون إضافي لتوفير الحرارة، وهو الثرمستور ذو معامل درجة الحرارة الموجب (PTC). يرتبط هذا المكون ارتباطًا طرديًا بين مقاومته ودرجة حرارته. بمعنى آخر، عندما تنخفض درجة الحرارة المحيطة، تنخفض مقاومة الثرمستور. وبالتالي، عند تطبيق تيار كهربائي بجهد ثابت، تقل المقاومة ويزداد التيار، مما يزيد من القيمة الحرارية للتيار، وبالتالي يُسهم في التدفئة.

يوجد خياران لتسخين المياه بتقنية PTC، وهما تسخين المياه (سخان سائل التبريد PTC) وتدفئة الهواء (سخان هواء PTCيكمن الفرق بين النوعين في اختلاف وسيط التسخين. يستخدم نظام التدفئة المائية مُسخّنًا حراريًا موجبًا (PTC) لتسخين سائل التبريد، ثم يتبادل الحرارة مع المشعات؛ بينما يستخدم نظام التدفئة الهوائية الهواء البارد لتبادل الحرارة مباشرةً مع مُسخّن حراري موجب، ثم يُخرج هواءً دافئًا.