لماذا تحتاج المركبات الكهربائية إلى الإدارة الحرارية

يعد نظام الإدارة الحرارية للسيارات نظامًا مهمًا لتنظيم بيئة المقصورة وبيئة عمل مكونات السيارات. إنه يحسن بشكل شامل كفاءة استخدام الطاقة من خلال التبريد والتدفئة والتوصيل الحراري الداخلي. يعد نظام الإدارة الحرارية في المركبات الكهربائية أكثر تعقيدًا من نظام إدارة المركبات التي تعمل بالوقود العادي، نظرًا لأن المركبات الكهربائية النقية تحتوي على المزيد من المكونات التي تتطلب التحكم الحراري، مثل البطاريات وأجهزة التحكم والمحركات الكهربائية. لا يشمل نظام الإدارة الحرارية للسيارات الكهربائية النقية نظام تكييف الهواء فحسب، بل يضيف أيضًا أجزاء مختلفة مثل بيئة حزمة البطارية وأجهزة الطاقة الإلكترونية وتبديد حرارة المحرك وفقًا لمتطلبات الإدارة الحرارية.

التدفئة:

في فصل الشتاء، يحتاج السائقون والركاب إلى الدفء داخل السيارة، والذي يتضمن احتياجات التدفئة لنظام الإدارة الحرارية. البطاريات كبيرة الحجم وثقيلة في السيارات الكهربائية. للإحماء من بيئة منخفضة الحرارة إلى درجة حرارة مناسبة، من الضروري مراعاة كل من سرعة التسخين التي يمكن للبطارية تحملها وإخراج طاقة التسخين المستقر لنظام الإدارة الحرارية. كل هذه تتطلب متطلبات عالية لنظام الإدارة الحرارية. على سبيل المثال، تصميم دائرة التبادل الحراري داخل البطارية، تصميم التبادل الحراري بين البطارية ودائرة التسخين الخارجية، تصميم المبادل الحراري للمقصورة ودائرة التسخين، استراتيجية التسخين المسبق للبطارية، واستراتيجية التحكم في ضبط درجة حرارة المستخدم المقابلة في المقصورة، الخ.

تبريد البطارية:

ونظراً لوجود المقاومة الداخلية ودوائر توازن التفريغ، فإن التيار المتدفق عبر البطارية أثناء الشحن والتفريغ سوف يتسبب في توليد البطارية للحرارة، مما يشكل تحدياً للبطارية؛ كما أن ارتفاع درجة حرارة البطارية يختلف باختلاف السيارات والبطاريات. على سبيل المثال، تتمتع بعض السيارات الصغيرة أو السيارات الصغيرة بقدرة شحن وتفريغ منخفضة، كما أن الارتفاع المستمر في درجة حرارة البطارية ليس كبيرًا جدًا. وفي هذه الحالة يمكن استخدام بعض طرق تبريد الهواء أو دوائر تبريد أصغر حجمًا للتبريد المائي؛ تتطلب بعض الطرازات الكهربائية من سيارات الدفع الرباعي والسيارات الفاخرة قدرة تبريد قوية للبطارية لتلبية احتياجات الشحن والقيادة عالية الطاقة.

تبريد إلكتروني عالي الطاقة:

بالإضافة إلى البطارية، هناك أيضًا محركات كهربائية وأجهزة تحكم إلكترونية. في الواقع، هناك أيضًا شواحن على متن السيارة مثل OBC (شاحن على اللوحة)، وجهد عالي إلى جهد منخفض DC/DC، وصناديق توزيع الجهد العالي في السيارة والتي تتطلب أيضًا تبديد الحرارة. لأن إلكترونيات الطاقة في أجهزة الطاقة هذه متماثلة نسبيًا، لكن أحجام الطاقة الخاصة بها مختلفة وتصميماتها الداخلية مختلفة. على سبيل المثال، يستخدم التحكم الإلكتروني وشاحن السيارة وDC/DC جميعها ترانزستور الوصلة ثنائي القطب ذو البوابة المعزولة IGBT. ترتبط طاقة التسخين الخاصة بها بسرعة التبديل، وتؤثر سرعة التحويل أيضًا بشكل مباشر على طاقة الخرج لإلكترونيات الطاقة هذه.

يساعد نظام الإدارة الحرارية للسيارات الكهربائية في القيادة من خلال تعظيم الاستفادة من طاقة البطارية. من خلال إعادة استخدام الطاقة الحرارية في السيارة بعناية إلى مكيف الهواء والبطاريات داخل السيارة، يمكن للإدارة الحرارية توفير طاقة البطارية وتوسيع نطاق قيادة السيارة، مع مزاياها الهامة بشكل خاص في درجات الحرارة شديدة البرودة والساخنة. يشتمل نظام الإدارة الحرارية للسيارات الكهربائية بشكل أساسي على نظام إدارة البطاريات ذات الجهد العالي (BMS)، ولوحة تبريد البطارية، ومبرد البطارية، والسخان الكهربائي PTC عالي الجهد، ونظام المضخة الحرارية وفقًا لنماذج المركبات المختلفة.