شركة قوانغدونغ بوسونغ لتكنولوجيا الطاقة الجديدة المحدودة

  • تيكتوك
  • واتس اب
  • تغريد
  • فيسبوك
  • ينكدين
  • يوتيوب
  • انستغرام
16608989364363

أخبار

عندما نقوم بالإدارة الحرارية، ما الذي نديره بالضبط؟

منذ عام 2014، أصبحت صناعة السيارات الكهربائية ساخنة تدريجياً. من بينها، أصبحت الإدارة الحرارية للمركبات الكهربائية ساخنة تدريجياً. لأن نطاق السيارات الكهربائية لا يعتمد فقط على كثافة طاقة البطارية، بل أيضًا على تقنية نظام الإدارة الحرارية للمركبة. كما يوجد نظام الإدارة الحرارية للبطاريةتجربةلقد بدأت العملية من الصفر، من الإهمال إلى الاهتمام.

لذا، اليوم، دعونا نتحدث عنالإدارة الحرارية للسيارات الكهربائية، ماذا يديرون؟

أوجه التشابه والاختلاف بين الإدارة الحرارية للمركبات الكهربائية والإدارة الحرارية للمركبات التقليدية

تم وضع هذه النقطة في المقام الأول لأنه بعد دخول صناعة السيارات في عصر الطاقة الجديد، تغير نطاق الإدارة الحرارية وطرق تنفيذها ومكوناتها بشكل كبير.

ليست هناك حاجة لقول المزيد عن بنية الإدارة الحرارية لمركبات الوقود التقليدية هنا، وقد كان القراء المحترفون واضحين للغاية أن الإدارة الحرارية التقليدية تشمل بشكل أساسينظام الإدارة الحرارية لتكييف الهواء والنظام الفرعي للإدارة الحرارية لمجموعة نقل الحركة.

تعتمد بنية الإدارة الحرارية للمركبات الكهربائية على بنية الإدارة الحرارية لمركبات الوقود، ويضيف نظام الإدارة الحرارية الإلكتروني للمحرك الكهربائي ونظام الإدارة الحرارية للبطارية، على عكس مركبات الوقود، فإن المركبات الكهربائية أكثر حساسية للتغيرات في درجات الحرارة، فدرجة الحرارة هي المفتاح عاملاً لتحديد سلامتها وأدائها وعمرها، تعد الإدارة الحرارية وسيلة ضرورية للحفاظ على نطاق درجة الحرارة المناسب والتوحيد. لذلك، يعد نظام الإدارة الحرارية للبطارية أمرًا بالغ الأهمية بشكل خاص، وترتبط الإدارة الحرارية للبطارية (تبديد الحرارة/توصيل الحرارة/العزل الحراري) ارتباطًا مباشرًا بسلامة البطارية واتساق الطاقة بعد الاستخدام طويل المدى.

لذلك، من حيث التفاصيل، هناك أساسا الاختلافات التالية.

مصادر الحرارة المختلفة لتكييف الهواء

يتكون نظام تكييف الهواء لشاحنة الوقود التقليدية بشكل أساسي من الضاغط والمكثف وصمام التمدد والمبخر وخطوط الأنابيب وغيرهاعناصر.

عند التبريد يتم عمل مادة التبريد (المبرد) عن طريق الضاغط، ويتم إزالة الحرارة الموجودة في السيارة لتقليل درجة الحرارة، وهو مبدأ التبريد. لأنعمل الضاغط يحتاج المحرك إلى أن يتم تشغيله، فإن عملية التبريد ستزيد من العبء على المحرك، وهذا هو السبب الذي يجعلنا نقول إن تكييف الهواء في الصيف يكلف زيتاً أكثر.

في الوقت الحاضر، يتم استخدام الحرارة الناتجة عن سائل تبريد المحرك في كل عمليات تسخين المركبات التي تعمل بالوقود تقريبًا - حيث يمكن استخدام كمية كبيرة من الحرارة المهدرة الناتجة عن المحرك لتدفئة مكيف الهواء. يتدفق سائل التبريد من خلال المبادل الحراري (المعروف أيضًا باسم خزان المياه) في نظام الهواء الدافئ، ويتم تبادل الحرارة بين الهواء المنقول بواسطة المنفاخ مع سائل تبريد المحرك، ويتم تسخين الهواء ثم إرساله إلى السيارة.

لكن في البيئة الباردة يحتاج المحرك إلى التشغيل لفترة طويلة لرفع درجة حرارة الماء إلى درجة الحرارة المناسبة، ويحتاج المستخدم إلى تحمل البرد لفترة طويلة في السيارة.

تعتمد عملية تسخين مركبات الطاقة الجديدة بشكل أساسي على السخانات الكهربائية، حيث تحتوي السخانات الكهربائية على سخانات الرياح وسخانات المياه. يشبه مبدأ سخان الهواء مبدأ مجفف الشعر، الذي يقوم بتسخين الهواء المتداول مباشرة من خلال لوح التسخين، وبالتالي توفير الهواء الساخن للسيارة. ميزة سخان الرياح هي أن وقت التسخين سريع، ونسبة كفاءة الطاقة أعلى قليلاً، ودرجة حرارة التسخين مرتفعة. العيب هو أن الرياح الساخنة تكون جافة بشكل خاص، مما يجلب الشعور بالجفاف لجسم الإنسان. يشبه مبدأ سخان المياه مبدأ سخان المياه الكهربائي، الذي يقوم بتسخين سائل التبريد من خلال لوح التسخين، ويتدفق المبرد ذو درجة الحرارة العالية عبر قلب الهواء الدافئ ثم يقوم بتسخين الهواء المتداول لتحقيق التدفئة الداخلية. وقت تسخين سخان المياه أطول قليلاً من وقت تسخين الهواء، ولكنه أيضًا أسرع بكثير من ذلك الخاص بمركبة الوقود، كما أن أنبوب الماء يفقد الحرارة في بيئة درجة الحرارة المنخفضة، وكفاءة الطاقة أقل قليلاً . يستخدم Xiaopeng G3 سخان الماء المذكور أعلاه.

سواء كان الأمر يتعلق بتسخين الرياح أو تسخين المياه، بالنسبة للسيارات الكهربائية، هناك حاجة إلى بطاريات الطاقة لتوفير الكهرباء، ويتم استهلاك معظم الكهرباء فيتدفئة تكييف الهواء في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة. ويؤدي ذلك إلى انخفاض نطاق قيادة السيارات الكهربائية في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة.

قارنإد مع مشكلة بطء سرعة تسخين مركبات الوقود في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة، فإن استخدام التدفئة الكهربائية للسيارات الكهربائية يمكن أن يقلل بشكل كبير من وقت التسخين.

الإدارة الحرارية لبطاريات الطاقة

بالمقارنة مع الإدارة الحرارية للمحرك لمركبات الوقود، فإن متطلبات الإدارة الحرارية لنظام طاقة السيارة الكهربائية أكثر صرامة.

نظرًا لأن أفضل نطاق لدرجة حرارة عمل البطارية صغير جدًا، فيجب أن تتراوح درجة حرارة البطارية عمومًا بين 15 و40 درجة° ج. ومع ذلك، فإن درجة الحرارة المحيطة التي تستخدم عادة في المركبات هي -30 إلى 40° C، وظروف القيادة للمستخدمين الفعليين معقدة. يحتاج التحكم في الإدارة الحرارية إلى تحديد وتحديد ظروف قيادة المركبات وحالة البطاريات بشكل فعال، وتنفيذ التحكم الأمثل في درجة الحرارة، والسعي لتحقيق التوازن بين استهلاك الطاقة وأداء السيارة وأداء البطارية والراحة.

641

ومن أجل تخفيف القلق بشأن المدى، أصبحت سعة بطارية السيارة الكهربائية أكبر فأكبر، وكثافة الطاقة تزداد أكثر فأكثر؛ في الوقت نفسه، من الضروري حل التناقض المتمثل في وقت انتظار الشحن الطويل جدًا للمستخدمين، وظهر الشحن السريع والشحن فائق السرعة.

فيما يتعلق بالإدارة الحرارية، فإن الشحن السريع الحالي العالي يؤدي إلى توليد حرارة أكبر واستهلاك أعلى للطاقة للبطارية. بمجرد أن تكون درجة حرارة البطارية مرتفعة جدًا أثناء الشحن، فقد لا يتسبب ذلك في مخاطر تتعلق بالسلامة فحسب، بل يؤدي أيضًا إلى مشاكل مثل انخفاض كفاءة البطارية وتسارع تسوس عمر البطارية. تصميمنظام الإدارة الحراريةهو اختبار شديد.

الإدارة الحرارية للمركبات الكهربائية

تعديل راحة المقصورة للركاب

تؤثر البيئة الحرارية الداخلية للسيارة بشكل مباشر على راحة الركاب. من خلال الجمع بين النموذج الحسي لجسم الإنسان، تعد دراسة التدفق ونقل الحرارة في الكابينة وسيلة مهمة لتحسين راحة السيارة وتحسين أداء السيارة. ومن تصميم هيكل الجسم، ومن مخرج تكييف الهواء، وتأثر زجاج السيارة بأشعة الشمس، وتصميم الجسم بالكامل، جنبًا إلى جنب مع نظام تكييف الهواء، يتم أخذ التأثير على راحة الركاب في الاعتبار.

عند قيادة السيارة، لا ينبغي على المستخدمين تجربة شعور القيادة الناتج عن خرج الطاقة القوي للمركبة فحسب، بل يجب أيضًا أن تكون الراحة في بيئة المقصورة جزءًا مهمًا.

التحكم في درجة حرارة تشغيل البطارية

البطارية في استخدام العملية سوف تواجه الكثير من المشاكل، وخاصة في درجة حرارة البطارية، وبطارية الليثيوم في بيئة درجة حرارة منخفضة للغاية توهين الطاقة أمر خطير، في بيئة درجة حرارة عالية عرضة لمخاطر السلامة، واستخدام البطاريات في أقصى الحدود من المحتمل جدًا أن تسبب هذه الحالات ضررًا للبطارية، مما يقلل من أداء البطارية وعمرها.

الغرض الرئيسي من الإدارة الحرارية هو جعل مجموعة البطارية تعمل دائمًا ضمن نطاق درجة الحرارة المناسب للحفاظ على أفضل حالة عمل لحزمة البطارية. يتضمن نظام الإدارة الحرارية للبطارية بشكل أساسي ثلاث وظائف: تبديد الحرارة، والتسخين المسبق، ومعادلة درجة الحرارة. يتم ضبط تبديد الحرارة والتسخين المسبق بشكل أساسي للتأثير المحتمل لدرجة حرارة البيئة الخارجية على البطارية. يتم استخدام معادلة درجة الحرارة لتقليل اختلاف درجة الحرارة داخل مجموعة البطارية ومنع التدهور السريع الناتج عن ارتفاع درجة حرارة جزء معين من البطارية.

تنقسم أنظمة الإدارة الحرارية للبطاريات المستخدمة في السيارات الكهربائية الموجودة الآن في السوق بشكل أساسي إلى فئتين: مبردة بالهواء ومبردة بالسائل.

مبدأنظام الإدارة الحرارية المبردة بالهواء وهو أشبه بمبدأ تبديد الحرارة في الكمبيوتر، حيث يتم تركيب مروحة تبريد في أحد أقسام حزمة البطارية، وفي الطرف الآخر فتحة تهوية، مما يعمل على تسريع تدفق الهواء بين البطاريات من خلال عمل المروحة، وذلك للتخلص من الحرارة المنبعثة من البطارية أثناء عملها.

وبعبارة صريحة، تبريد الهواء هو إضافة مروحة على جانب حزمة البطارية، وتبريد حزمة البطارية عن طريق نفخ المروحة، ولكن الرياح التي تنفخها المروحة سوف تتأثر بالعوامل الخارجية، وكفاءة تبريد الهواء سيتم تقليله عندما تكون درجة الحرارة الخارجية أعلى. تمامًا كما أن نفخ المروحة لا يجعلك أكثر برودة في يوم حار. ميزة تبريد الهواء هي البنية البسيطة والتكلفة المنخفضة.

يعمل التبريد السائل على إزالة الحرارة الناتجة عن البطارية أثناء العمل من خلال المبرد الموجود في أنبوب التبريد داخل حزمة البطارية لتحقيق تأثير خفض درجة حرارة البطارية. من تأثير الاستخدام الفعلي، يتمتع الوسط السائل بمعامل نقل حرارة عالي، وسعة حرارية كبيرة، وسرعة تبريد أسرع، ويستخدم Xiaopeng G3 نظام تبريد سائل بكفاءة تبريد أعلى.

 

643

بعبارات بسيطة، مبدأ التبريد السائل هو ترتيب أنبوب الماء في حزمة البطارية. عندما تكون درجة حرارة البطارية مرتفعة جدًا، يتم سكب الماء البارد في أنبوب الماء، ويتم إزالة الحرارة بواسطة الماء البارد لتبريدها. إذا كانت درجة حرارة مجموعة البطارية منخفضة للغاية، فيجب تسخينها.

عند قيادة السيارة بقوة أو شحنها بسرعة، تتولد كمية كبيرة من الحرارة أثناء شحن البطارية وتفريغها. عندما تكون درجة حرارة البطارية مرتفعة جدًا، قم بتشغيل الضاغط، ويتدفق سائل التبريد ذو درجة الحرارة المنخفضة عبر المبرد الموجود في أنبوب التبريد الخاص بالمبادل الحراري للبطارية. يتدفق سائل التبريد ذو درجة الحرارة المنخفضة إلى حزمة البطارية لإزالة الحرارة، حتى تتمكن البطارية من الحفاظ على أفضل نطاق لدرجة الحرارة، مما يحسن بشكل كبير من سلامة وموثوقية البطارية أثناء استخدام السيارة ويقصر وقت الشحن.

في فصل الشتاء شديد البرودة، بسبب انخفاض درجة الحرارة، ينخفض ​​نشاط بطاريات الليثيوم، وينخفض ​​أداء البطارية بشكل كبير، ولا يمكن للبطارية تفريغ الطاقة العالية أو الشحن السريع. في هذا الوقت، قم بتشغيل سخان الماء لتسخين المبرد في دائرة البطارية، ويقوم المبرد ذو درجة الحرارة المرتفعة بتسخين البطارية. إنه يضمن أن السيارة يمكن أن تتمتع أيضًا بقدرة شحن سريعة ونطاق قيادة طويل في بيئة ذات درجة حرارة منخفضة.

محرك كهربائي التحكم الإلكتروني والأجزاء الكهربائية عالية الطاقة تبريد تبديد الحرارة

حققت مركبات الطاقة الجديدة وظائف كهربة شاملة، وتم تغيير نظام طاقة الوقود إلى نظام الطاقة الكهربائية. تنتج بطارية الطاقة ما يصل إلىجهد تيار مستمر 370 فولت لتوفير الطاقة والتبريد والتدفئة للسيارة، وإمداد الطاقة لمختلف المكونات الكهربائية في السيارة. أثناء قيادة السيارة، ستولد المكونات الكهربائية عالية الطاقة (مثل المحركات، وDCDC، وأجهزة التحكم في المحركات، وما إلى ذلك) الكثير من الحرارة. قد تؤدي درجة الحرارة المرتفعة لأجهزة الطاقة إلى تعطل السيارة وتقييد الطاقة وحتى مخاطر السلامة. تحتاج الإدارة الحرارية للمركبة إلى تبديد الحرارة المتولدة في الوقت المناسب لضمان وجود المكونات الكهربائية عالية الطاقة للمركبة في نطاق درجة حرارة العمل الآمن.

يعتمد نظام التحكم الإلكتروني بالمحرك الكهربائي G3 تبديد حرارة التبريد السائل من أجل الإدارة الحرارية. يتدفق سائل التبريد الموجود في خط أنابيب نظام تشغيل المضخة الإلكترونية عبر المحرك وأجهزة التسخين الأخرى ليحمل حرارة الأجزاء الكهربائية بعيدًا، ثم يتدفق عبر المبرد الموجود في شبكة السحب الأمامية للمركبة، ويتم تشغيل المروحة الإلكترونية تبريد المبرد ذو درجة الحرارة العالية.

بعض الأفكار حول التطور المستقبلي لصناعة الإدارة الحرارية

استهلاك منخفض للطاقة:

من أجل تقليل استهلاك الطاقة الكبير الناتج عن تكييف الهواء، حظي تكييف الهواء بمضخة الحرارة باهتمام كبير تدريجيًا. على الرغم من أن نظام المضخة الحرارية العامة (باستخدام R134a كمبرد) له قيود معينة في البيئة المستخدمة، مثل درجة الحرارة المنخفضة للغاية (أقل من -10)° ج) لا يمكن أن تعمل، والتبريد في بيئة درجة حرارة عالية لا يختلف عن تكييف الهواء العادي للسيارات الكهربائية. ومع ذلك، في معظم أنحاء الصين، يمكن لموسم الربيع والخريف (درجة الحرارة المحيطة) أن يقلل بشكل فعال من استهلاك الطاقة لتكييف الهواء، وتبلغ نسبة كفاءة الطاقة 2 إلى 3 أضعاف السخانات الكهربائية.

ضجيج منخفض:

بعد أن لا تحتوي السيارة الكهربائية على مصدر ضوضاء للمحرك، فإن الضوضاء الناتجة عن التشغيلالضاغطومن السهل أن يشتكي المستخدمون من المروحة الإلكترونية الأمامية عند تشغيل مكيف الهواء للتبريد. تساعد منتجات المراوح الإلكترونية الفعالة والهادئة والضواغط ذات الإزاحة الكبيرة على تقليل الضوضاء الناتجة عن التشغيل مع زيادة قدرة التبريد

تكلفة منخفضة:

تستخدم طرق التبريد والتدفئة لنظام الإدارة الحرارية في الغالب نظام التبريد السائل، كما أن الطلب على الحرارة لتسخين البطارية وتسخين تكييف الهواء في بيئة درجة الحرارة المنخفضة كبير جدًا. الحل الحالي هو زيادة السخان الكهربائي لزيادة إنتاج الحرارة، مما يؤدي إلى ارتفاع تكلفة قطع الغيار واستهلاك الطاقة العالي. إذا كان هناك تقدم كبير في تكنولوجيا البطاريات لحل متطلبات درجة الحرارة القاسية للبطاريات أو تقليلها، فسيؤدي ذلك إلى تحسين كبير في تصميم وتكلفة أنظمة الإدارة الحرارية. إن الاستخدام الفعال للحرارة المهدرة الناتجة عن المحرك أثناء تشغيل السيارة سيساعد أيضًا في تقليل استهلاك الطاقة لنظام الإدارة الحرارية. ويترجم ذلك إلى تقليل سعة البطارية وتحسين نطاق القيادة وتقليل تكلفة السيارة.

ذكي:

درجة عالية من الكهربة هي اتجاه تطوير السيارات الكهربائية، ومكيفات الهواء التقليدية تقتصر فقط على وظائف التبريد والتدفئة لتطوير الذكاء. يمكن تحسين تكييف الهواء لدعم البيانات الضخمة بناءً على عادات سيارة المستخدم، مثل السيارة العائلية، ويمكن تكييف درجة حرارة مكيف الهواء بذكاء مع أشخاص مختلفين بعد ركوبهم السيارة. قم بتشغيل مكيف الهواء قبل الخروج حتى تصل درجة الحرارة في السيارة إلى درجة حرارة مريحة. يمكن لمخرج الهواء الكهربائي الذكي ضبط اتجاه مخرج الهواء تلقائيًا وفقًا لعدد الأشخاص في السيارة وموقع وحجم الجسم.


وقت النشر: 20 أكتوبر 2023