การจัดการความร้อนที่ครอบคลุมสำหรับยานพาหนะไฟฟ้า
ด้วยความนิยมอย่างต่อเนื่องของยานพาหนะไฟฟ้า เพื่อแก้ไขปัญหาระยะการล่องเรือและความปลอดภัยด้านความร้อนของยานพาหนะไฟฟ้าในฤดูหนาวและฤดูร้อน การจัดการความร้อนของยานพาหนะไฟฟ้าจึงเป็นสิ่งจำเป็น การจัดการความร้อนในยานพาหนะไฟฟ้าส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นการจัดการความร้อนของระบบมอเตอร์ การจัดการความร้อนของระบบแบตเตอรี่ และการจัดการความร้อนของระบบเครื่องปรับอากาศ ทั้งสามระบบนี้เป็นแหล่งความร้อนหลักที่เกิดจากยานพาหนะไฟฟ้า ในรถยนต์ไฟฟ้ารุ่นก่อนๆ การจัดการระบายความร้อนของระบบหลักทั้งสามระบบมักจะเป็นอิสระจากกัน ขาดการจัดการความร้อนของยานพาหนะทั้งหมดแบบครบวงจร และประสิทธิภาพการจัดการความร้อนต่ำ ในรถยนต์ไฟฟ้าเจเนอเรชันใหม่ การจัดการความร้อนของยานพาหนะทั้งหมดแบบบูรณาการดำเนินการตั้งแต่เริ่มต้นการออกแบบ และความร้อนที่เกิดจากระบบหลักทั้งสามได้รับการจัดการอย่างเท่าเทียมกัน จึงช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการจัดการความร้อนของยานพาหนะทั้งหมดได้อย่างมาก ยานพาหนะและลดผลกระทบของอุณหภูมิบนยานพาหนะ ผลกระทบต่อประสิทธิภาพของรถยนต์ไฟฟ้า
ระบบขับเคลื่อนมอเตอร์ของรถยนต์ไฟฟ้าจะแปลงพลังงานไฟฟ้าในแบตเตอรี่เป็นพลังงานกลเพื่อให้พลังงานแก่ยานพาหนะในการเคลื่อนที่ ในระหว่างการทำงานของมอเตอร์ พลังงานบางส่วนจะสูญเสียไปในรูปของพลังงานความร้อน เช่น การสูญเสียแกน การสูญเสียขดลวด และการสูญเสียทางกล เมื่อระบบแบตเตอรี่จ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับรถยนต์ ชุดแบตเตอรี่จะปล่อยความร้อนบางส่วนเนื่องจากการคายประจุอย่างต่อเนื่อง การสะสมความร้อนอย่างต่อเนื่องจะทำให้อุณหภูมิของก้อนแบตเตอรี่สูงขึ้น โหลดความร้อนและความเย็นในระบบปรับอากาศของยานพาหนะไฟฟ้ามีแหล่งที่มามากมาย เช่น ความร้อนที่ปล่อยออกมาจากคนภายในรถ ความร้อนที่เข้าสู่ห้องโดยสารจากสภาพแวดล้อมภายนอกผ่านโครงสร้างตัวถัง ความร้อนที่เข้าสู่ห้องโดยสาร ผ่านระบบมอเตอร์และระบบไฟแบตเตอรี่ และความร้อนที่เข้าสู่ห้องโดยสารผ่านระบบระบายอากาศของรถยนต์ ของความร้อน เป็นต้น เมื่อศึกษาระบบการจัดการความร้อนของรถยนต์ไฟฟ้า เราต้องเน้นที่แหล่งความร้อนภายในรถยนต์และปริมาณความร้อนรวมภายในรถยนต์เพื่อนำการจัดการความร้อนแบบกำหนดเป้าหมายมาใช้
1. การจัดการความร้อนของแบตเตอรี่พลังงาน
การจัดการความร้อนของแบตเตอรี่พลังงานมีหน้าที่หลักในการระบายความร้อนของแบตเตอรี่ที่อุณหภูมิสูงหรือการทำความร้อนของแบตเตอรี่ที่อุณหภูมิต่ำ ระบบการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่แบบดั้งเดิมอาศัยสื่ออากาศหรือของเหลวเป็นหลักในการทำความเย็นและให้ความร้อน อย่างไรก็ตาม ระบบการจัดการความร้อนที่ใช้ตัวกลางอากาศมีประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนต่ำ และไม่สามารถปรับให้เข้ากับการกระจายความร้อนและความต้องการความร้อนของชุดแบตเตอรี่ที่จัดเรียงอย่างหนาแน่นในปัจจุบัน ในขณะที่ระบบการจัดการความร้อนที่ใช้ตัวกลางของเหลวนั้นซับซ้อนเกินไป กล่าวคือ มันจะเพิ่ม มวลส่วนเกินและยังมีปัญหา เสี่ยงต่อของเหลวรั่วไหลอีกด้วย ดังนั้นระบบการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่ของตัวกลางของเหลวจึงไม่เหมาะสำหรับการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่ของยานพาหนะไฟฟ้าในปัจจุบัน ปัจจุบัน ระบบการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่ของยานพาหนะไฟฟ้าใช้วิธีการจัดการความร้อนแบบคอมโพสิตเป็นหลัก ซึ่งใช้วัสดุนำความร้อนหลากหลายชนิดเป็นตัวกลาง เช่น ตัวกลางที่มีรูพรุน วัสดุเปลี่ยนเฟส วัสดุนาโน ครีบโลหะ และวัสดุนำความร้อนอื่น ๆ รวมกัน ด้วยตัวกลางอากาศหรือตัวกลางของเหลว นอกจากนี้ ระบบการจัดการความร้อนแบบคอมโพสิตที่ประกอบด้วยองค์ประกอบการถ่ายเทความร้อนประสิทธิภาพสูงซึ่งประกอบด้วยท่อความร้อนรวมกับอากาศ ของเหลว และวัสดุเปลี่ยนเฟส ยังเป็นจุดสนใจของการวิจัยในด้านการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่อีกด้วย
2.การจัดการอุณหภูมิห้องโดยสาร
ระบบปรับอากาศของรถยนต์ไฟฟ้ามีหน้าที่หลักในการจัดการความร้อนของห้องโดยสาร จึงให้สภาพแวดล้อมในการขับขี่และการขับขี่ที่สะดวกสบายสำหรับผู้ขับขี่และผู้โดยสาร จึงมั่นใจในการขับขี่อย่างปลอดภัยของผู้ขับขี่ ระบบปรับอากาศในปัจจุบันที่ใช้เป็นหลักในรถยนต์ไฟฟ้าคือการผสมผสานระหว่างเครื่องปรับอากาศแบบระบายความร้อนเดี่ยวแบบอัดและเครื่องทำความร้อนไฟฟ้า ระบบปรับอากาศนี้มีเทคโนโลยีที่สมบูรณ์และไม่แตกต่างจากรถยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงมากนัก อย่างไรก็ตาม เครื่องทำความร้อนไฟฟ้าจะใช้พลังงานไฟฟ้าในแบตเตอรี่พลังงาน ส่งผลให้มีพลังงานเพิ่มเติมจากแบตเตอรี่พลังงานไฟฟ้า และลดระยะการขับเคลื่อนของรถยนต์ไฟฟ้า ดังนั้นการวิจัยในปัจจุบันจึงมุ่งเน้นไปที่ระบบปรับอากาศของรถยนต์ไฟฟ้าคือการทดแทนอุปกรณ์ทำความร้อนในระบบปรับอากาศแบบเดิมด้วยระบบปรับอากาศแบบปั๊มความร้อน ในเวลาเดียวกัน ระบบปรับอากาศของปั๊มความร้อนยังต้องเอาชนะปัญหาในทางปฏิบัติ เช่น ประสิทธิภาพปั๊มความร้อนที่ลดลงและการเกิดน้ำค้างแข็งในฤดูหนาว ด้วยเหตุนี้ ผู้คนจึงเริ่มให้ความสำคัญกับเทคโนโลยีการทำความร้อนเสริมและเทคโนโลยีการนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบปรับอากาศแบบปั๊มความร้อนในสภาพแวดล้อมที่เย็น นอกจากนี้ สารทำความเย็นคลอโรฟลูออโรคาร์บอนยังค่อยๆ ถอนตัวออกจากขอบเขตการใช้สารทำความเย็นในระบบปรับอากาศของรถยนต์ไฟฟ้า เพื่อเพิ่มผลกระทบในการปกป้องสิ่งแวดล้อมของรถยนต์ไฟฟ้าใหม่
3.การจัดการความร้อนของระบบขับเคลื่อนมอเตอร์
มอเตอร์สร้างความร้อนได้มากระหว่างการทำงาน ดังนั้นการจัดการความร้อนของมอเตอร์จึงมีหน้าที่หลักในการระบายความร้อนของมอเตอร์ขับเคลื่อน สารทำความเย็นที่ใช้ในระบบการจัดการความร้อนของมอเตอร์ส่วนใหญ่จะเป็นการระบายความร้อนด้วยอากาศหรือการระบายความร้อนด้วยของเหลว การระบายความร้อนด้วยอากาศจะดึงความร้อนที่เกิดจากมอเตอร์ผ่านอากาศที่ไหลออกไป แต่ผลการระบายความร้อนด้วยอากาศค่อนข้างต่ำและทำให้สูญเสียการระบายอากาศของมอเตอร์ ซึ่งมีผลกระทบบางประการต่อประสิทธิภาพการทำงานของมอเตอร์ขับเคลื่อน ประเภทระบายความร้อนด้วยของเหลวมีผลในการระบายความร้อนที่ดีกว่า และสามารถนำความร้อนที่ปล่อยออกมาจากมอเตอร์ออกไปได้อย่างรวดเร็ว ดังนั้นจึงสร้างสภาพแวดล้อมการทำงานในระยะยาวด้วยอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับมอเตอร์ เพื่อที่จะปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบการจัดการความร้อนของมอเตอร์ระบายความร้อนด้วยของเหลวให้ดียิ่งขึ้น ผู้คนจึงมุ่งเน้นไปที่การออกแบบช่องทางการไหลของน้ำหล่อเย็นที่เหมาะสมที่สุดและการเลือกสารหล่อเย็น