1. جوهر "الإدارة الحرارية" لمركبات الطاقة الجديدة
تتزايد أهمية إدارة الحرارة في عصر مركبات الطاقة الجديدة
يُعزز الاختلاف الجوهري في مبادئ القيادة بين مركبات الوقود ومركبات الطاقة الجديدة تطوير نظام إدارة الحرارة في المركبة. فبدلاً من بنية إدارة الحرارة البسيطة في مركبات الوقود السابقة، والتي كانت تقتصر في الغالب على تبديد الحرارة، تُعقّد بنية مركبات الطاقة الجديدة إدارة الحرارة، كما تُحمّلها مسؤولية بالغة الأهمية تتمثل في ضمان عمر البطارية واستقرار المركبة وسلامتها. وقد أصبحت مزايا وعيوب أدائها مؤشراً رئيسياً لتحديد قوة منتجاتها. يُعد محرك الاحتراق الداخلي قلب الطاقة في مركبة الوقود، وهو ذو بنية بسيطة نسبياً. تستخدم مركبات الوقود التقليدية محركات الوقود لتوليد الطاقة اللازمة لتحريك السيارة. وينتج عن احتراق البنزين حرارة. لذلك، يمكن لمركبات الوقود استخدام الحرارة المهدرة الناتجة عن المحرك مباشرةً لتدفئة مقصورة القيادة. وبالمثل، فإن الهدف الرئيسي لمركبات الوقود من ضبط درجة حرارة نظام الطاقة هو التبريد لتجنب ارتفاع درجة حرارة المكونات الحيوية.
تعتمد مركبات الطاقة الجديدة بشكل أساسي على محركات تعمل بالبطاريات، والتي تفقد مصدرًا حراريًا هامًا (المحرك) أثناء التسخين، كما أنها تتميز ببنية أكثر تعقيدًا. لذا، تحتاج بطاريات ومحركات وعدد كبير من المكونات الإلكترونية في مركبات الطاقة الجديدة إلى تنظيم درجة حرارة المكونات الأساسية بشكل فعال. لذلك، تُعد التغييرات في جوهر نظام الطاقة من الأسباب الرئيسية لإعادة تصميم بنية إدارة الحرارة في مركبات الطاقة الجديدة، وترتبط جودة نظام إدارة الحرارة ارتباطًا مباشرًا بتحديد أداء المنتج وعمر المركبة. وهناك ثلاثة أسباب محددة: 1) لا تستطيع مركبات الطاقة الجديدة استخدام الحرارة المهدرة الناتجة عن محرك الاحتراق الداخلي مباشرةً لتدفئة المقصورة كما هو الحال في مركبات الوقود التقليدية، لذا هناك حاجة ماسة للتدفئة عن طريق إضافة سخانات PTC (سخان سائل التبريد PTC/سخان هواء PTC1) أو المضخات الحرارية، وتحدد كفاءة الإدارة الحرارية مدى سير المركبة. 2) تتراوح درجة حرارة التشغيل المناسبة لبطاريات الليثيوم في مركبات الطاقة الجديدة بين 0 و40 درجة مئوية. فإذا كانت درجة الحرارة مرتفعة جدًا أو منخفضة جدًا، فسيؤثر ذلك على نشاط خلايا البطارية، بل وقد يؤثر على عمرها. هذه الخاصية تحدد أيضًا أن الإدارة الحرارية لمركبات الطاقة الجديدة لا تقتصر على التبريد فقط، بل إن التحكم في درجة الحرارة أكثر أهمية. فاستقرار الإدارة الحرارية يحدد عمر المركبة وسلامتها. 3) عادةً ما تُركّب بطارية مركبات الطاقة الجديدة على هيكل المركبة، لذا فإن حجمها ثابت نسبيًا؛ وتؤثر كفاءة الإدارة الحرارية ودرجة تكامل المكونات بشكل مباشر على استغلال حجم بطارية مركبات الطاقة الجديدة.
ما الفرق بين الإدارة الحرارية لمركبات الوقود والإدارة الحرارية لمركبات الطاقة الجديدة؟
مقارنةً بمركبات الوقود، تحوّل هدف إدارة الحرارة في مركبات الطاقة الجديدة من "التبريد" إلى "ضبط درجة الحرارة". وكما ذُكر سابقًا، أُضيفت البطاريات والمحركات وعدد كبير من المكونات الإلكترونية إلى مركبات الطاقة الجديدة، ويجب الحفاظ على هذه المكونات عند درجة حرارة تشغيل مناسبة لضمان الأداء الأمثل وإطالة عمرها، مما يُشكّل تحديًا في إدارة الحرارة في كلٍ من مركبات الوقود والكهرباء. وقد تحوّل الهدف من "التبريد" إلى "ضبط درجة الحرارة". وقد دفعت التحديات بين التدفئة الشتوية وسعة البطارية ومدى السير إلى التحديث المستمر لأنظمة إدارة الحرارة في المركبات الكهربائية لتحسين كفاءة الطاقة، مما زاد من تعقيد تصميم هياكل إدارة الحرارة، وارتفعت قيمة المكونات لكل مركبة.
في ظل اتجاه كهربة المركبات، شهد نظام إدارة الحرارة في السيارات تغييرًا جذريًا، وتضاعفت أهميته ثلاث مرات. ويتألف نظام إدارة الحرارة في مركبات الطاقة الجديدة من ثلاثة أجزاء رئيسية، هي: "إدارة الحرارة بالتحكم الكهربائي للمحرك"، و"إدارة حرارة البطاريةو"إدارة الحرارة في قمرة القيادة". فيما يتعلق بدائرة المحرك: يُعد تبديد الحرارة هو المطلوب بشكل أساسي، بما في ذلك تبديد حرارة وحدات التحكم في المحرك، والمحركات، ومحولات التيار المستمر/المستمر، والشواحن، والمكونات الأخرى؛ وتتطلب كل من إدارة حرارة البطارية وقمرة القيادة التدفئة والتبريد. من ناحية أخرى، لا يقتصر الأمر على أن كل جزء مسؤول عن أنظمة إدارة الحرارة الرئيسية الثلاثة لديه متطلبات تبريد أو تدفئة مستقلة فحسب، بل إن لكل مكون أيضًا درجات حرارة تشغيل مريحة مختلفة، مما يزيد من تعقيد إدارة الحرارة في مركبة الطاقة الجديدة بأكملها. كما ستزداد قيمة نظام إدارة الحرارة المقابل بشكل كبير. وفقًا لنشرة سندات سان هوا تشيكونغ القابلة للتحويل، يمكن أن تصل قيمة نظام إدارة الحرارة لمركبة واحدة من مركبات الطاقة الجديدة إلى 6410 يوان، أي ثلاثة أضعاف قيمة نظام إدارة الحرارة لمركبات الوقود.
تاريخ النشر: 25 يوليو 2024
