Tinjauan Umum Teknologi Manajemen Termal 2
1.2 Manajemen termal motor dan kontrol elektronik
Manajemen termal motor kendaraan listrik dan sistem kontrol elektronik merupakan bagian penting untuk memastikan pengoperasian kendaraan yang stabil dalam jangka panjang, memperpanjang umur komponen, dan meningkatkan efisiensi energi. Motor dan komponen kontrol elektronik menghasilkan banyak panas selama pengoperasian. Suhu yang berlebihan tidak hanya akan mengurangi kinerja sistem, tetapi bahkan dapat menyebabkan bahaya keselamatan. Untuk manajemen termal motor kendaraan listrik murni dan kontrol elektronik, pembuangan panas saat ini terutama dicapai melalui sistem pendingin udara, sistem pendingin cair, dan teknologi pipa panas. Beberapa sistem juga mendaur ulang panas buangan motor dan sistem kontrol elektronik.
1) Sistem pendingin udara. Sebagai metode pembuangan panas motor tradisional, sistem pendingin udara menggunakan aliran udara yang dihasilkan saat kendaraan melaju untuk membuang panas, dan membuang kelebihan panas yang dihasilkan oleh motor melalui konveksi alami atau konveksi paksa. Sistem pendingin udara memiliki struktur yang relatif sederhana dan biaya rendah. Sistem ini tidak memerlukan media pendingin tambahan dan cocok untuk situasi dengan kepadatan daya yang tidak tinggi. Namun, seiring perkembangan motor penggerak kendaraan listrik menuju kepadatan daya yang tinggi, terutama dalam kondisi beban tinggi yang berkelanjutan, kapasitas pembuangan panas dari pendingin udara secara bertahap menjadi tidak mencukupi.
2) Teknologi pendingin cair. Teknologi pendingin cair berperan penting dalam manajemen termal motor kendaraan listrik. Teknologi ini menggunakan cairan pendingin (seperti air, larutan etilen glikol, dll.) sebagai media pemindah panas, dan melekat erat pada permukaan lilitan atau casing motor melalui pipa sirkulasi, sehingga menyerap dan membuang panas secara efektif. Sistem pendingin cair dapat mendinginkan semua bagian motor dengan cepat dan merata, dan sangat cocok untuk kendaraan listrik berperforma tinggi. Pada saat yang sama, untuk mencegah risiko keselamatan yang disebabkan oleh kebocoran cairan pendingin, bahan dan teknologi dengan kinerja penyegelan yang baik perlu digunakan, dan perangkat pemantauan dan alarm perlu ditambahkan.
3) Teknologi pipa panas. Teknologi pipa panas dapat membantu menyalurkan panas secara merata dan meningkatkan efisiensi pembuangan panas. Sensor termal dan algoritma kontrol cerdas dapat mencapai pemantauan dan penyesuaian suhu sistem secara real-time. Selain itu, penggunaan material dengan konduktivitas termal tinggi dan desain yang dioptimalkan juga dapat meningkatkan efisiensi pertukaran panas dari komponen pembuangan panas.
1.3 Sistem manajemen termal kompartemen penumpang
Manajemen termal kompartemen penumpang kendaraan listrik merupakan salah satu teknologi utama untuk memastikan kenyamanan pengemudi dan penumpang, meningkatkan efisiensi energi kendaraan, dan memperluas jarak tempuh. Teknologi ini terutama mencakup pendinginan musim panas, pemanasan musim dingin, dan kontrol cerdas pengaturan suhu. Untuk pendinginan musim panas, sistem pendingin siklus evaporatif paling banyak digunakan. Perbedaannya terutama terletak pada metode pemanasan musim dingin. Metode pemanasan utama sistem manajemen termal kompartemen penumpang adalah sebagai berikut:
1) Pemanas PTC merupakan solusi pemanas yang banyak digunakan pada kendaraan listrik di masa awal. Pada lingkungan bersuhu rendah, pemanas PTC dapat dengan cepat memberikan panas ke kompartemen penumpang, tetapi efisiensi konversi energinya relatif rendah, dan proses pemanasan secara langsung menghabiskan daya baterai, yang dapat berdampak tertentu pada ketahanan kendaraan listrik.
2) Sistem pendingin udara pompa kalor memainkan peran penting dalam manajemen termal kompartemen penumpang kendaraan listrik, terutama dalam pemanasan musim dingin. Sistem ini menggunakan siklus Carnot terbalik untuk memulihkan panas buangan dari lingkungan eksternal atau komponen internal, dan mengubah energi panas bermutu rendah menjadi energi panas bermutu tinggi melalui komponen seperti kompresor, evaporator, dan kondensor untuk mencapai pemanasan yang efisien. Dibandingkan dengan pemanas PTC tradisional, sistem pompa kalor memiliki rasio efisiensi energi yang lebih tinggi, yang mengurangi permintaan energi baterai terpasang hingga batas tertentu. Dengan perkembangan teknologi, sistem pompa kalor sumber ganda atau multisumber (seperti fungsi pemulihan panas buang motor terintegrasi) secara bertahap menarik perhatian, yang selanjutnya meningkatkan kinerja pompa kalor di lingkungan suhu rendah yang ekstrem. Namun, kinerja sistem pendingin udara pompa kalor akan berkurang secara signifikan di lingkungan suhu rendah. Alasan utamanya adalah tekanan penguapan dan penyerapan panas refrigeran pada suhu sekitar rendah berkurang, yang mengakibatkan penurunan koefisien kinerja (COP) dan kesulitan dalam pengoperasian normal. Untuk mengatasi masalah ini, teknologi seperti pengisian ulang udara dan peningkatan entalpi, pencairan es, dan pemulihan panas buang biasanya digunakan untuk perbaikan.
Beberapa teknologi manajemen termal kompartemen penumpang yang baru juga secara bertahap dikembangkan dan dicoba untuk diterapkan di bidang kendaraan listrik. Misalnya: teknologi penyimpanan energi material perubahan fase dapat menyerap panas berlebih saat suhu di kompartemen penumpang terlalu tinggi, dan melepaskan panas yang tersimpan saat suhu terlalu rendah; teknologi penangkapan sinar matahari dapat mengumpulkan energi radiasi matahari melalui panel surya yang dipasang di atap dan mengubahnya menjadi energi listrik atau energi panas untuk digunakan oleh sistem pendingin udara; selain itu, sistem manajemen termal cerdas menggunakan jaringan sensor canggih dan algoritma kontrol untuk memantau suhu di dalam dan luar kabin serta kebutuhan penumpang secara real time, dan secara dinamis menyesuaikan strategi manajemen termal untuk mencapai efek pemanfaatan energi terbaik.
