تحلیل توسعه فنی اجزای اصلی سیستم مدیریت حرارتی خودروهای انرژی نو

مطالعات نشان داده‌اند که گرمایش و تهویه مطبوع در خودروها بیشترین انرژی را مصرف می‌کنند، بنابراین برای بهبود بیشتر بهره‌وری انرژی سیستم‌های خودروهای الکتریکی و بهینه‌سازی استراتژی‌های مدیریت وضعیت حرارتی خودرو، باید از سیستم‌های تهویه مطبوع الکتریکی کارآمدتر استفاده شود. حالت گرمایش سیستم تهویه مطبوع تأثیر بسزایی بر مسافت پیموده شده خودروهای الکتریکی در زمستان دارد. در حال حاضر، خودروهای الکتریکی به دلیل کمبود منابع حرارتی موتور بدون هزینه، عمدتاً از بخاری‌های PTC به عنوان مکمل استفاده می‌کنند. با توجه به اشیاء مختلف انتقال حرارت، بخاری‌های PTC را می‌توان به گرمایش بادی (بخاری هوای PTC) و گرمایش آب (بخاری خنک کننده PTC) که در میان آنها طرح گرمایش آب به تدریج به روند اصلی تبدیل شده است. از یک طرف، طرح گرمایش آب هیچ خطر پنهانی برای ذوب شدن مجرای هوا ندارد، از طرف دیگر این راه حل را می‌توان به خوبی در محلول خنک کننده مایع کل وسیله نقلیه ادغام کرد.
تحقیقات آی ژیهوا همچنین اشاره کرد که سیستم تهویه مطبوع پمپ حرارتی خودروهای برقی خالص عمدتاً از کمپرسورهای برقی، مبدل‌های حرارتی خارجی، مبدل‌های حرارتی داخلی، شیرهای معکوس چهار طرفه، شیرهای انبساط الکترونیکی و سایر اجزا تشکیل شده است. عملکرد سیستم پمپ حرارتی همچنین ممکن است نیاز به افزودن اجزای کمکی مانند خشک‌کن‌های گیرنده و فن‌های مبدل حرارتی داشته باشد. کمپرسور برقی منبع تغذیه تهویه مطبوع پمپ حرارتی است که جریان محیط مبرد را در گردش می‌کند و عملکرد آن مستقیماً بر مصرف انرژی و راندمان سرمایش یا گرمایش سیستم تهویه مطبوع پمپ حرارتی تأثیر می‌گذارد.

کمپرسور صفحه سواش (swash plate compressor) یک کمپرسور پیستونی رفت و برگشتی محوری است. به دلیل مزایای آن مانند هزینه کم و راندمان بالا، در زمینه وسایل نقلیه سنتی کاربرد گسترده ای دارد. به عنوان مثال، خودروهایی مانند آئودی، جتا و فوکانگ همگی از کمپرسورهای صفحه سواش به عنوان کمپرسورهای تبرید برای سیستم های تهویه مطبوع خودرو استفاده می کنند.

مانند نوع رفت و برگشتی، کمپرسور روتاری وان عمدتاً برای تبرید به تغییر حجم سیلندر متکی است، اما حجم کاری آن نه تنها به صورت دوره‌ای منبسط و منقبض می‌شود، بلکه موقعیت مکانی آن نیز به طور مداوم با چرخش شافت اصلی تغییر می‌کند. ژائو بائوپینگ همچنین در تحقیقات ژائو بائوپینگ خاطرنشان کرد که فرآیند کار کمپرسور روتاری وان عموماً فقط شامل سه فرآیند مکش، تراکم و تخلیه است و اساساً هیچ حجم تخلیه‌ای وجود ندارد، بنابراین راندمان حجمی آن می‌تواند به ۸۰٪ تا ۹۵٪ برسد.

کمپرسور اسکرول نوع جدیدی از کمپرسور است که عمدتاً برای کولرهای گازی خودرو مناسب است. این کمپرسور مزایایی مانند راندمان بالا، سر و صدای کم، لرزش کم، جرم کم و ساختار ساده دارد. این یک کمپرسور پیشرفته است. ژائو بائوپینگ همچنین خاطرنشان کرد که کمپرسورهای اسکرول با توجه به مزایای راندمان بالا و سازگاری بالا با درایوهای الکتریکی، به بهترین انتخاب برای کمپرسورهای برقی تبدیل شده‌اند.

کنترل‌کننده شیر انبساط الکترونیکی بخشی از کل سیستم تهویه مطبوع و تبرید است. لی جون در این تحقیق اشاره کرد که برخی از تولیدکنندگان داخلی خودروهای الکتریکی، سرمایه‌گذاری در تحقیقات کنترل‌کننده‌های شیر انبساط الکترونیکی را افزایش داده‌اند. علاوه بر این، برخی از مؤسسات مستقل و تولیدکنندگان تخصصی نیز تلاش‌های تحقیق و توسعه خود را افزایش داده‌اند. شیر انبساط الکترونیکی به عنوان یک دستگاه تنظیم‌کننده دما، می‌تواند دما و فشار مبرد در گردش را کنترل کند، اطمینان حاصل کند که تهویه مطبوع در محدوده خاصی از سابکول یا سوپرهیت کنترل می‌شود و شرایطی را برای تغییر فاز سیال در گردش ایجاد می‌کند. علاوه بر این، اجزای کمکی مانند خشک‌کن ذخیره‌سازی مایع و فن مبدل حرارتی می‌توانند ناخالصی‌ها و رطوبت اضافه شده به سیال در گردش توسط خط لوله را به طور مؤثر حذف کنند، ظرفیت تبادل حرارت و انتقال حرارت مبدل حرارتی را بهبود بخشند و سپس عملکرد سیستم تهویه مطبوع پمپ حرارتی را بهبود بخشند.

همانطور که قبلاً ذکر شد، با توجه به تفاوت اساسی بین خودروهای انرژی نو و خودروهای سنتی، قوای محرکه، باتری‌های نیرو، قطعات الکتریکی و غیره اضافه می‌شوند و به جای موتورهای احتراق داخلی از موتورهای محرک استفاده می‌شود. این امر منجر به تغییر عمده‌ای در روش کار پمپ آب، یکی از لوازم جانبی موتور خودروهای سنتی، شده است.پمپ‌های آب برقیبیشتر خودروهای انرژی نو به جای پمپ‌های آب مکانیکی سنتی، از پمپ‌های آب برقی استفاده می‌کنند. تحقیقات لو فنگ و دیگران نشان داد که پمپ‌های آب برقی اکنون عمدتاً برای خنک‌سازی گردشی موتورهای محرک، قطعات الکتریکی، باتری‌های برق و غیره استفاده می‌شوند و می‌توانند در گردش گرمایش و گردش آبراه‌ها در شرایط کاری زمستان نقش داشته باشند. لو منگیائو و دیگران همچنین به نحوه کنترل دمای باتری در حین کار خودروهای انرژی نو اشاره کردند، به ویژه اینکه مسئله خنک‌سازی باتری بسیار مهم است. فناوری خنک‌سازی مناسب نه تنها می‌تواند راندمان باتری برق را بهبود بخشد، بلکه سرعت فرسودگی باتری را نیز کاهش داده و عمر باتری را طولانی‌تر کند. عمر باتری