في المركبات التي تعمل بالوقود التقليدي، يتركز نظام إدارة الحرارة بشكل أساسي على نظام أنابيب التبريد في محرك المركبة، بينما يختلف نظام إدارة الحرارة في المركبات الكهربائية ذات السعة العالية (HVCH) اختلافًا كبيرًا عن مفهوم إدارة الحرارة في المركبات التقليدية. إذ يجب أن يراعي نظام إدارة الحرارة في المركبة توزيع الحرارة والبرودة على كامل هيكلها، وذلك لتحسين كفاءة استهلاك الطاقة وضمان عمر بطارية المركبة.
مع تطورسخان سائل تبريد مقصورة البطاريةيُعدّ مدى سير المركبات الكهربائية بالكامل، ولا سيما في هذه الحالة، أحد أهم العوامل التي تؤثر على قرار الشراء لدى العملاء. تشير الإحصائيات إلى أنه عند تشغيل المركبة الكهربائية في ظروف قاسية (خاصةً في فصل الشتاء) مع تشغيل مكيف الهواء، فإن استهلاك الطاقة (HVCH) يؤثر على عمر البطارية بأكثر من 40%. لذا، وبالمقارنة مع المركبات التي تعمل بالوقود التقليدي، تُعدّ إدارة الطاقة الشاملة في المركبات الكهربائية بالكامل بالغة الأهمية. دعوني أقدم لكم شرحًا مفصلاً لأهم الفروقات بين المركبات التي تعمل بالوقود التقليدي ومركبات الطاقة الجديدة في مجال إدارة الحرارة.
إدارة حرارة بطارية الطاقة كعنصر أساسي
بالمقارنة مع المركبات التقليدية، فإن متطلبات إدارة الحرارة في مركبات الطاقة العالية أعلى من تلك الخاصة بالمركبات التقليدية. كما أن نظام إدارة الحرارة في مركبات الطاقة الجديدة أكثر تعقيدًا، إذ لا يقتصر الأمر على نظام تكييف الهواء فحسب، بل يشمل أيضًا البطاريات ومحركات القيادة والمكونات الأخرى المضافة حديثًا والتي تتطلب جميعها متطلبات تبريد.
1) تؤثر درجات الحرارة المنخفضة جدًا أو المرتفعة جدًا على أداء بطاريات الليثيوم وعمرها الافتراضي، لذا من الضروري وجود نظام لإدارة الحرارة. وبحسب وسائط نقل الحرارة المختلفة، يمكن تقسيم أنظمة إدارة حرارة البطاريات إلى التبريد الهوائي، والتبريد المباشر، والتبريد السائل. يُعد التبريد السائل أقل تكلفة من التبريد المباشر، كما أن تأثيره في التبريد أفضل من التبريد الهوائي، ولذلك فهو الأكثر استخدامًا.
2) نظرًا لتغير نوع الطاقة، فإن قيمة ضاغط اللولب الكهربائي المستخدم في مكيف هواء السيارة الكهربائية أعلى بكثير من قيمة الضاغط التقليدي. في الوقت الحالي، تستخدم السيارات الكهربائية بشكل أساسيسخانات سائل التبريد PTCللتدفئة، مما يؤثر بشكل كبير على مدى الإبحار في الشتاء. ومن المتوقع في المستقبل تطبيق أنظمة تكييف الهواء بمضخات الحرارة تدريجياً، والتي تتميز بكفاءة أعلى في استهلاك الطاقة للتدفئة.
متطلبات إدارة الحرارة لمكونات متعددة
بالمقارنة مع المركبات التقليدية، فإن نظام إدارة الحرارة في مركبات الطاقة الجديدة يضيف بشكل عام متطلبات تبريد لمكونات ومجالات متعددة مثل بطاريات الطاقة والمحركات والمكونات الإلكترونية.
يتألف نظام إدارة الحرارة التقليدي للسيارات بشكل أساسي من جزأين: نظام تبريد المحرك ونظام تكييف الهواء. أما سيارات الطاقة الجديدة، فقد أصبحت تعتمد على محرك يعمل بالبطارية مع تحكم إلكتروني ومخفض سرعة، وذلك بفضل المحرك وعلبة التروس ومكونات أخرى. ويتألف نظام إدارة الحرارة فيها بشكل أساسي من أربعة أجزاء: نظام إدارة حرارة البطارية، ونظام تكييف الهواء،نظام تبريد التحكم الإلكتروني للمحركونظام تبريد المخفض. وفقًا لتصنيف وسيط التبريد، يشمل نظام الإدارة الحرارية لمركبات الطاقة الجديدة بشكل أساسي دائرة التبريد السائل (نظام التبريد مثل البطارية والمحرك)، ودائرة التبريد الزيتي (نظام التبريد مثل المخفض)، ودائرة التبريد (نظام تكييف الهواء). صمام التمدد، صمام الماء، إلخ)، ومكونات التبادل الحراري (لوحة التبريد، المبرد، مبرد الزيت، إلخ) ومكونات القيادة (مضخة مياه إضافية للتبريدومضخة الزيت، إلخ).
لضمان عمل حزمة بطارية الطاقة ضمن نطاق درجة حرارة مناسب، يجب أن تحتوي على نظام إدارة حرارية علمي وفعال، ويعمل نظام التبريد السائل عادةً بشكل مستقل ولا يتأثر بالظروف الخارجية للمركبة. يُعدّ نظام التبريد السائل أحد أكثر طرق إدارة الحرارة استقرارًا وكفاءة في بطاريات السيارات، وهو حاليًا الحل الأكثر شيوعًا لدى كبرى شركات تصنيع سيارات الطاقة الجديدة.
تاريخ النشر: 21 مايو 2024