למזגני משאבות חום מסורתיים יש יעילות חימום נמוכה ויכולת חימום לא מספקת בסביבה הקרה, מה שמגביל את תרחישי היישום של כלי רכב חשמליים.לכן פותחו ויושמו סדרה של שיטות לשיפור הביצועים של מזגני משאבת חום בתנאי טמפרטורה נמוכים.על ידי הגדלה רציונלית של מעגל חילופי החום המשני, תוך קירור סוללת החשמל ומערכת המנוע, החום שנותר ממוחזר כדי לשפר את יכולת החימום של כלי רכב חשמליים בתנאי טמפרטורה נמוכים.תוצאות הניסוי מראות כי יכולת החימום של מזגן משאבת החום לשחזור חום הפסולת השתפרה משמעותית בהשוואה למזגן משאבת החום המסורתי.משאבת החום לשחזור חום הפסולת עם דרגת צימוד עמוקה יותר של כל תת-מערכת לניהול תרמי ומערכת הניהול התרמי של הרכב עם דרגת אינטגרציה גבוהה יותר משמשים בטסלה דגם Y ופולקסווגן ID4.CROZZ ודגמים אחרים יושמו (כפי שמוצג מימין).עם זאת, כאשר טמפרטורת הסביבה נמוכה יותר וכמות שחזור החום הפסולת קטנה, שחזור חום הפסולת לבדו אינו יכול לענות על הדרישה ליכולת חימום בסביבות טמפרטורות נמוכות, ועדיין יש צורך בתנורי PTC כדי לפצות על המחסור בכושר החימום. במקרים הנ"ל.עם זאת, עם שיפור הדרגתי של רמת האינטגרציה של הניהול התרמי של הרכב החשמלי, ניתן להגדיל את כמות שחזור החום הפסולת על ידי הגדלת החום הנוצר על ידי המנוע באופן סביר, ובכך להגדיל את יכולת החימום וה-COP של מערכת משאבת החום. , והימנעות משימוש במחמם נוזל קירור PTC/מחמם אוויר PTC.תוך הפחתה נוספת של שיעור תפוסת החלל של מערכת הניהול התרמית, היא עונה על דרישת החימום של רכבים חשמליים בסביבת טמפרטורה נמוכה.בנוסף לשחזור וניצול פסולת החום מסוללות ומערכות מנוע, ניצול אוויר חוזר הוא גם דרך להפחית את צריכת האנרגיה של מערכת הניהול התרמית בתנאי טמפרטורה נמוכה.תוצאות המחקר מראות שבסביבת טמפרטורות נמוכות, אמצעי ניצול אוויר חוזר סבירים יכולים להפחית את כושר החימום הנדרש על ידי כלי רכב חשמליים ב-46% עד 62% תוך הימנעות ערפול והקפאה של החלונות, ויכולים להפחית את צריכת אנרגיית החימום בשיעור של עד 40 %..Denso Japan פיתחה גם מבנה דו-שכבתי דו-שכבתי מחזיר אוויר/אוויר צח, שיכול להפחית את אובדן החום הנגרם מאוורור ב-30% תוך מניעת ערפול.בשלב זה משתפרת בהדרגה יכולת ההסתגלות הסביבתית של הניהול התרמי של רכב חשמלי בתנאים קיצוניים, והיא מתפתחת לכיוון של אינטגרציה וירוק.
על מנת לשפר עוד יותר את יעילות הניהול התרמי של הסוללה בתנאי הספק גבוהים ולהפחית את המורכבות של הניהול התרמי, שיטת בקרת טמפרטורת הסוללה הקירור הישיר והחימום הישיר, השולחת ישירות את הקירור לתוך ערכת הסוללות לצורך החלפת חום היא גם זרם פתרון טכני.תצורת הניהול התרמי של חילופי החום הישיר בין ערכת הסוללה לקירור מוצגת באיור מימין.טכנולוגיית הקירור הישיר יכולה לשפר את יעילות חילופי החום ואת קצב חילופי החום, להשיג פיזור טמפרטורה אחיד יותר בתוך הסוללה, להפחית את הלולאה המשנית ולהגדיל את שחזור החום הפסולת של המערכת, ובכך לשפר את ביצועי בקרת הטמפרטורה של הסוללה.עם זאת, בשל טכנולוגיית החלפת החום הישירה בין הסוללה לקירור, יש להגביר את הקירור והחום באמצעות עבודת מערכת משאבת החום.מצד אחד, בקרת הטמפרטורה של הסוללה מוגבלת על ידי התחלה ועצירה של מערכת מיזוג אוויר משאבת חום, אשר יש השפעה מסוימת על הביצועים של לולאת קירור.מצד אחד, היא גם מגבילה את השימוש במקורות קירור טבעיים בעונות מעבר, כך שטכנולוגיה זו עדיין זקוקה למחקר נוסף, שיפור והערכת יישומים.
התקדמות המחקר של רכיבי מפתח
מערכת הניהול התרמית של הרכב החשמלי (HVCH) מורכב ממספר רכיבים, בעיקר כולל מדחסים חשמליים, שסתומים אלקטרוניים, מחליפי חום, צינורות שונים ומאגרי נוזלים.ביניהם, המדחס, השסתום האלקטרוני ומחליף החום הם מרכיבי הליבה של מערכת משאבת החום.ככל שהביקוש לרכבים חשמליים קלים ממשיך לעלות ומידת האינטגרציה של המערכת ממשיכה להעמיק, מרכיבי הניהול התרמי של רכבים חשמליים מתפתחים גם הם בכיוון של קל משקל, משולב ומודולרי.על מנת לשפר את הישימות של כלי רכב חשמליים בתנאים קיצוניים, מפותחים ומיושמים גם רכיבים שיכולים לעבוד כרגיל בתנאים קיצוניים ולעמוד בדרישות של ביצועי ניהול תרמי רכב.
זמן פרסום: 04-04-2023
