پیشرفت تحقیقاتی فناوری مدیریت حرارتی خودروهای برقی

۲. گرمایش PTC مرحله اول
در مرحله اولیه صنعتی شدن خودروهای برقی، فناوری اصلی اساساً مبتنی بر جایگزینی باتری‌ها، موتورها و سایر سیستم‌های قدرت است که بر اساس بهبودهای تدریجی انجام می‌شود. کولر خودروی برقی خالص و کولر خودروی سوختی هر دو عملکرد تبرید را از طریق چرخه فشرده‌سازی بخار انجام می‌دهند. تفاوت این دو در این است که کمپرسور کولر خودروی سوختی به طور غیرمستقیم توسط موتور از طریق تسمه به حرکت در می‌آید، در حالی که خودروی برقی خالص مستقیماً از کمپرسور محرک الکتریکی برای به حرکت درآوردن چرخه تبرید استفاده می‌کند. هنگامی که خودروهای سوختی در زمستان گرم می‌شوند، گرمای اتلافی موتور مستقیماً برای گرم کردن محفظه مسافر بدون منبع گرمای اضافی استفاده می‌شود. با این حال، گرمای اتلافی موتور خودروهای برقی خالص نمی‌تواند نیازهای گرمایش زمستانی را برآورده کند. بنابراین، گرمایش زمستانی مشکلی است که خودروهای برقی خالص باید آن را حل کنند. بخاری با ضریب دمایی مثبت (ضریب دمایی مثبت، PTC) از عنصر گرمایش سرامیکی PTC و لوله آلومینیومی تشکیل شده است (بخاری خنک کننده PTC/بخاری هوای PTC) که از مزایای مقاومت حرارتی کم و راندمان انتقال حرارت بالا برخوردار است و در پایه بدنه خودروهای سوختی استفاده می‌شود. بنابراین، خودروهای الکتریکی اولیه از تبرید چرخه تراکم بخار به همراه گرمایش PTC برای دستیابی به مدیریت حرارتی محفظه مسافر استفاده می‌کردند.

۲.۱ کاربرد فناوری پمپ حرارتی در مرحله دوم
در استفاده واقعی، خودروهای الکتریکی در زمستان تقاضای بالایی برای مصرف انرژی گرمایشی دارند. از نظر ترمودینامیکی، ضریب عملکرد (COP) گرمایش PTC همیشه کمتر از ۱ است که باعث می‌شود مصرف برق گرمایش PTC بالا و نرخ استفاده از انرژی پایین باشد که مسافت پیموده شده خودروهای الکتریکی را به طور جدی محدود می‌کند. فناوری پمپ حرارتی از چرخه فشرده‌سازی بخار برای استفاده از گرمای کم در محیط استفاده می‌کند و ضریب عملکرد نظری در حین گرمایش بیشتر از ۱ است. بنابراین، استفاده از سیستم پمپ حرارتی به جای PTC می‌تواند برد پیمایش خودروهای الکتریکی را در شرایط گرمایش افزایش دهد. با بهبود بیشتر ظرفیت و توان باتری قدرت، بار حرارتی در حین کار باتری قدرت نیز به تدریج در حال افزایش است. ساختار سنتی خنک‌کننده هوا نمی‌تواند الزامات کنترل دمای باتری قدرت را برآورده کند. بنابراین، خنک‌کننده مایع به روش اصلی کنترل دمای باتری تبدیل شده است. علاوه بر این، از آنجایی که دمای راحت مورد نیاز بدن انسان مشابه دمایی است که باتری قدرت به طور معمول در آن کار می‌کند، می‌توان با اتصال موازی مبدل‌های حرارتی در سیستم پمپ حرارتی محفظه مسافر، نیازهای خنک‌کننده محفظه مسافر و باتری قدرت را برآورده کرد. گرمای باتری قدرت به طور غیرمستقیم توسط مبدل حرارتی و خنک‌کننده ثانویه گرفته می‌شود و درجه یکپارچگی سیستم مدیریت حرارتی وسیله نقلیه الکتریکی بهبود یافته است. اگرچه درجه یکپارچگی بهبود یافته است، سیستم مدیریت حرارتی در این مرحله فقط خنک‌سازی باتری و محفظه مسافر را یکپارچه می‌کند و گرمای تلف‌شده باتری و موتور به طور مؤثر مورد استفاده قرار نگرفته است.