חשיבותם של כלי רכב המונעים על ידי אנרגיה חדשה בהשוואה לרכבים מסורתיים באה לידי ביטוי בעיקר בהיבטים הבאים: ראשית, מניעת בריחה תרמית של כלי רכב המונעים על ידי אנרגיה חדשה. הגורמים לבריחה תרמית כוללים סיבות מכניות וחשמליות (התנגשות סוללה, דיקור וכו') וסיבות אלקטרוכימיות (טעינה ופריקה יתר של הסוללה, טעינה מהירה, טעינה בטמפרטורה נמוכה, קצר פנימי ביוזמה עצמית וכו'). בריחה תרמית תגרום לסוללת החשמל להתלקח או אפילו להתפוצץ, מה שמהווה איום על בטיחות הנוסעים. השנייה היא שטמפרטורת העבודה האופטימלית של סוללת החשמל היא 10-30 מעלות צלזיוס. ניהול תרמי מדויק של הסוללה יכול להבטיח את חיי השירות של הסוללה ולהאריך את חיי הסוללה של כלי רכב המונעים על ידי אנרגיה חדשה. שלישית, בהשוואה לרכבים המונעים על ידי דלק, כלי רכב המונעים על ידי אנרגיה חדשה חסרים את מקור הכוח של מדחסי מיזוג אוויר, והם אינם יכולים להסתמך על חום פסולת מהמנוע כדי לספק חום לתא הנוסעים, אלא יכולים להניע רק אנרגיה חשמלית כדי לווסת את החום, מה שיקטין מאוד את טווח השיוט של רכב האנרגיה החדשה עצמו. לכן, ניהול התרמי של כלי רכב המונעים על ידי אנרגיה חדשה הפך למפתח לפתרון המגבלות של כלי רכב המונעים על ידי אנרגיה חדשה.
הדרישה לניהול תרמי של כלי רכב המונעים באנרגיה חדשה גבוהה משמעותית מזו של כלי רכב המונעים בדלק מסורתיים. ניהול תרמי של כלי רכב נועד לשלוט בחום של הרכב כולו ובחום הסביבה כולה, לשמור על כל רכיב פועל בטווח הטמפרטורות האופטימלי, ובמקביל להבטיח את הבטיחות ונוחות הנהיגה של המכונית. מערכת ניהול תרמי של כלי רכב המונעים באנרגיה חדשה כוללת בעיקר מערכת מיזוג אוויר, מערכת ניהול תרמי של הסוללה (...HVCH), מערכת בקרה אלקטרונית של המנוע. בהשוואה למכוניות מסורתיות, ניהול התרמי של כלי רכב המונעים באנרגיה חדשה הוסיף מודולים של ניהול תרמי של סוללות ומנוע אלקטרוניים. ניהול תרמי מסורתי של כלי רכב כולל בעיקר את קירור המנוע ותיבת ההילוכים ואת ניהול התרמי של מערכת המיזוג. כלי רכב המונעים בדלק משתמשים בנוזל קירור המזגן כדי לספק קירור לתא הנוסעים, מחממים את תא הנוסעים עם חום פסולת מהמנוע, ומקררים את המנוע ותיבת ההילוכים באמצעות קירור נוזלי או קירור אוויר. בהשוואה לרכבים מסורתיים, שינוי עיקרי ברכבי אנרגיה חדשה הוא מקור הכוח. לרכבי אנרגיה חדשה אין מנועים המספקים חום, וחימום המזגן מתממש באמצעות מיזוג אוויר PTC או משאבת חום. לרכבי אנרגיה חדשה יש דרישות קירור נוספות עבור סוללות ומערכות בקרה אלקטרוניות של המנוע, כך שניהול התרמי של כלי רכב המונעים באנרגיה חדשה מורכב יותר מרכבי אנרגיה מסורתיים.
מורכבות ניהול התרמי של כלי רכב המונעים על ידי אנרגיה חדשה הובילה לעלייה בערכו של רכב בודד במערכת ניהול תרמי. ערכו של רכב בודד במערכת ניהול תרמי הוא פי 2-3 מערכו של רכב מסורתי. בהשוואה למכוניות מסורתיות, עליית הערך של כלי רכב המונעים על ידי אנרגיה חדשה נובעת בעיקר מקירור נוזלי באמצעות סוללות, מזגני משאבת חום,מחממי נוזל קירור PTCוכו'
קירור נוזלי החליף את קירור האוויר כטכנולוגיית בקרת הטמפרטורה המרכזית, וקירור ישיר צפוי להשיג פריצות דרך טכנולוגיות.
ארבע שיטות ניהול התרמי הנפוצות של סוללות הן קירור אוויר, קירור נוזלי, קירור חומרים עם שינוי פאזה וקירור ישיר. טכנולוגיית קירור אוויר שימשה בעיקר בדגמים מוקדמים, וטכנולוגיית קירור נוזלי הפכה בהדרגה למיינסטרים עקב קירור אחיד של קירור נוזלי. בשל עלותה הגבוהה, טכנולוגיית קירור נוזלי מצוידת בעיקר בדגמים יוקרתיים, וצפוי שהיא תרד לדגמים נמוכים בעתיד.
קירור אוויר (מחמם אוויר PTC) היא שיטת קירור שבה אוויר משמש כמדיום להעברת חום, והאוויר סופח ישירות את חום הסוללה דרך מאוורר הפליטה. לצורך קירור אוויר, יש צורך להגדיל את המרחק בין גופי הקירור וגופי הקירור בין הסוללות ככל האפשר, וניתן להשתמש בערוצים טוריים או מקביליים. מכיוון שהחיבור המקביל יכול להשיג פיזור חום אחיד, רוב מערכות קירור האוויר הנוכחיות מאמצות חיבור מקבילי.
טכנולוגיית קירור נוזלי משתמשת בחילופי חום באמצעות הסעה נוזלית כדי להסיר את החום שנוצר על ידי הסוללה ולהפחית את טמפרטורת הסוללה. למדיום הנוזלי מקדם העברת חום גבוה, קיבולת חום גדולה ומהירות קירור מהירה, אשר משפיעה באופן משמעותי על הפחתת הטמפרטורה המקסימלית ושיפור עקביות שדה הטמפרטורה של חבילת הסוללה. יחד עם זאת, נפח מערכת ניהול התרמי קטן יחסית. במקרה של קודמי בריחה תרמית, פתרון הקירור הנוזלי יכול להסתמך על זרימה גדולה של מדיום קירור כדי לאלץ את חבילת הסוללה לפזר חום ולממש פיזור חום מחדש בין מודולי הסוללה, מה שיכול לדכא במהירות את ההידרדרות המתמשכת של בריחה תרמית ולהפחית את הסיכון לבריחה. צורת מערכת הקירור הנוזלי גמישה יותר: ניתן לטבול את תאי הסוללה או המודולים בנוזל, ניתן גם להגדיר תעלות קירור בין מודולי הסוללה, או להשתמש בלוח קירור בתחתית הסוללה. לשיטת קירור הנוזלי יש דרישות גבוהות לאטימות המערכת. קירור חומרים באמצעות שינוי פאזה מתייחס לתהליך של שינוי מצב החומר ואספקת חומר חום סמוי מבלי לשנות את הטמפרטורה ולשנות את התכונות הפיזיקליות. תהליך זה יספוג או ישחרר כמות גדולה של חום סמוי כדי לקרר את הסוללה. עם זאת, לאחר שינוי פאזה מלא של חומר שינוי הפאזה, לא ניתן יהיה להסיר את חום הסוללה ביעילות.
שיטת הקירור הישיר (קירור ישיר של נוזל קירור) משתמשת בעיקרון החום הסמוי של אידוי נוזלי קירור (R134a וכו') כדי להקים מערכת מיזוג אוויר ברכב או במערכת הסוללה, ומתקינה את המאייד של מערכת המיזוג במערכת הסוללה, ואת נוזל הקירור במאייד מתאדה ומספיקה במהירות וביעילות את החום של מערכת הסוללה, על מנת להשלים את קירור מערכת הסוללה.
זמן פרסום: 25 ביוני 2024
