Termal Yönetim Sistemlerinin Teknik Gereksinimleri
Tamamen Elektrikli Araçlar için
Tamamen elektrikli araçlarda klima sisteminin soğuk kaynağı, ısı kaynağı ve diğer enerji kaynaklarının tamamı akü sisteminden gelmektedir. Tamamen elektrikli araçlarda klima yalnızca sürüş konforunu değil aynı zamanda sürüş menzilini de doğrudan etkiler.
Tamamen elektrikli bir aracın iklimlendirme sistemi, yalnızca soğutma/ısıtma işlevlerini sağlamakla kalmamalı, aynı zamanda sistemin enerji tüketimini de hesaba katarak karmaşıklığını artırmalıdır. Elektrikli araç iklimlendirmesinde kullanılan elektrikli kaydırmalı kompresör, güç tipi değişikliği nedeniyle geleneksel kompresörlere göre önemli ölçüde değer ve hacimsel verim artışı sağlamıştır. Şu anda elektrikli araçlarda ısıtma için öncelikli olarak PTC ısıtıcılar kullanılıyor ve bu da kışın sürüş menzilini önemli ölçüde azaltıyor. Gelecekte ısıtma verimliliği daha yüksek olan ısı pompalı iklimlendirme sistemlerinin kademeli olarak benimsenmesi beklenmektedir.
Yeni enerji araçlarının termal yönetim sisteminin, kabin kliması (soğutma, ısıtma, buğu giderme vb.), akü paketi sıcaklık kontrolü ve motor ve kontrol cihazı ısı dağıtımı gereksinimlerini karşılaması gerekir. Kapsamlı araç enerji yönetimi, kompaktlık ve hafif tasarım gereksinimlerine dayalı olarak otomotiv termal yönetim sistemleri, entegre araç termal yönetimine doğru giderek gelişmektedir.
Genel anlamda otomotiv termal yönetim sistemleri temel olarak motor soğutma sistemlerini, klima sistemlerini ve akü termal yönetim sistemlerini içerir. İşlevsel olarak iki ana bileşene ayrılmıştır: motor bölmesi termal sistemi ve kabin termal sistemi; üç ana döngü: motor çevrimi, klima çevrimi ve ara soğutucu çevrimi. Motor, radyatör, termostat ve su pompasını içeren motor soğutma döngüsü nispeten basittir. İklimlendirme çevrimi temel olarak kondenser, kompresör ve genleşme valfinden oluşur. Turboşarjlı ara soğutucu sisteminin işlevi, güç özelliklerini iyileştirmek için motorun emme havası hacmini arttırmaktır. Sorun, turboşarj tarafından basınçlandırılan havanın sıcaklığının çok yüksek olmasıdır; doğrudan motora girmesi, motor yağlama yağının eskimesini hızlandıracak ve ara soğutucunun emme havası sıcaklığını düşürmesini gerektirecektir.
1) İklimlendirme Sistemi: Geleneksel benzinli araçlar, iklimlendirme için motor-tahrikli bir kompresör kullanırken, yeni enerjili araçlar yalnızca klimayı kullanabilir.elektrikli kompresörler. Benzinli araçlarda klima ve motor soğutma süreçleri nispeten bağımsızdır; yeni enerji araçlarında ise üç-elektrikli soğutma sistemi birbirine yakından bağlıdır ve genellikle soğuk bir kaynağı akü soğutma sistemiyle paylaşır. Benzinli araçlarda motor, ısıtma için su sirkülasyonunu sağlamak üzere bir su pompası kullanarak ısı kaynağı görevi görür. Şu anda yeni enerji araçlarının çoğu elektrikli ısıtma kullanıyor ancak gelecekteki trend, daha fazla enerji-verimli ısı pompalı klima sistemlerine doğru gidiyor.
(2) Pil Termal Yönetimi:Güç pilleri için en uygun çalışma sıcaklığı aralığı 20–30 derecedir. Düşük sıcaklıklarda pil kapasitesi daha düşük olur ve şarj/deşarj performansı zayıf olur; yüksek sıcaklıklarda pilin çevrim ömrü kısalır ve aşırı yüksek sıcaklıklar patlama gibi güvenlik sorunlarına bile yol açabilir. Birden fazla pil hücresi seri ve paralel olarak bağlanarak bir pil paketi oluşturur ve şarj ve deşarj sırasında oluşan ısı birbirini etkiler. Güç pil paketini makul bir sıcaklık aralığında tutmak, karmaşık bir pil termal yönetim sistemi gerektirir.
(3) Motor ve Elektronik Kontrol Sistemi Termal Yönetimi: Yeni enerji araçlarının motorları ve elektronik kontrol bileşenleri, çalışma sırasında yüksek ısı dağılımı gereksinimlerine sahiptir ve genellikle aktif soğutma gerektirir. Bu bileşenler genellikle yalnızca soğutma cihazları gerektirir.
