สาระสำคัญของการจัดการความร้อนคือหลักการทำงานของเครื่องปรับอากาศ: "การไหลเวียนและการแลกเปลี่ยนความร้อน"
การจัดการความร้อนของรถยนต์พลังงานใหม่นั้นสอดคล้องกับหลักการทำงานของเครื่องปรับอากาศในครัวเรือน ทั้งสองใช้หลักการ "วัฏจักรคาร์โนต์ผกผัน" ในการเปลี่ยนรูปร่างของสารทำความเย็นผ่านการทำงานของคอมเพรสเซอร์ ทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างอากาศและสารทำความเย็นเพื่อให้เกิดการทำความเย็นและความร้อน สาระสำคัญของการจัดการความร้อนคือ "การไหลและการแลกเปลี่ยนความร้อน" การจัดการความร้อนของรถยนต์พลังงานใหม่นั้นสอดคล้องกับหลักการทำงานของเครื่องปรับอากาศในครัวเรือน ทั้งสองใช้หลักการ "วัฏจักรคาร์โนต์ผกผัน" ในการเปลี่ยนรูปร่างของสารทำความเย็นผ่านการทำงานของคอมเพรสเซอร์ ทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างอากาศและสารทำความเย็นเพื่อให้เกิดการทำความเย็นและความร้อน โดยหลักแล้วแบ่งออกเป็นสามวงจร: 1) วงจรมอเตอร์: ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการระบายความร้อน 2) วงจรแบตเตอรี่: ต้องการการปรับอุณหภูมิสูง ซึ่งต้องการทั้งความร้อนและความเย็น 3) วงจรห้องโดยสาร: ต้องการทั้งความร้อนและความเย็น (สอดคล้องกับการทำความเย็นและความร้อนของเครื่องปรับอากาศ) วิธีการทำงานสามารถเข้าใจได้ง่ายๆ ว่าเป็นการทำให้มั่นใจว่าส่วนประกอบของแต่ละวงจรมีอุณหภูมิการทำงานที่เหมาะสม แนวทางการพัฒนาคือการเชื่อมต่อวงจรทั้งสามเข้าด้วยกันทั้งแบบอนุกรมและแบบขนาน เพื่อให้เกิดการผสมผสานและการใช้ประโยชน์จากความเย็นและความร้อน ตัวอย่างเช่น เครื่องปรับอากาศในรถยนต์ส่งความเย็น/ความร้อนที่เกิดขึ้นไปยังห้องโดยสาร ซึ่งเป็น "วงจรเครื่องปรับอากาศ" สำหรับการจัดการความร้อน ตัวอย่างของแนวทางการพัฒนาคือ เมื่อวงจรเครื่องปรับอากาศและวงจรแบตเตอรี่เชื่อมต่อกันแบบอนุกรม/ขนาน วงจรเครื่องปรับอากาศจะจ่ายความเย็น/ความร้อนให้กับวงจรแบตเตอรี่ ซึ่งเป็น "วิธีการจัดการความร้อน" ที่มีประสิทธิภาพ (ประหยัดชิ้นส่วนวงจรแบตเตอรี่/ใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ) สาระสำคัญของการจัดการความร้อนคือการจัดการการไหลของความร้อน เพื่อให้ความร้อนไหลไปยังที่ที่ "มัน" ต้องการ และการจัดการความร้อนที่ดีที่สุดคือ "ประหยัดพลังงานและมีประสิทธิภาพ" เพื่อให้เกิดการไหลและการแลกเปลี่ยนความร้อน
เทคโนโลยีที่ใช้ในการสร้างกระบวนการนี้มาจากเครื่องปรับอากาศในตู้เย็น การทำความเย็น/ความร้อนของเครื่องปรับอากาศในตู้เย็นนั้นเกิดขึ้นจากหลักการของ "วัฏจักรคาร์โนต์ผกผัน" กล่าวคือ สารทำความเย็นจะถูกอัดโดยคอมเพรสเซอร์จนร้อน จากนั้นสารทำความเย็นที่ร้อนขึ้นจะไหลผ่านคอนเดนเซอร์และปล่อยความร้อนสู่สิ่งแวดล้อมภายนอก ในกระบวนการนี้ สารทำความเย็นที่คายความร้อนจะกลับมามีอุณหภูมิปกติและเข้าสู่เครื่องระเหยเพื่อขยายตัวและลดอุณหภูมิลงอีก จากนั้นจะกลับไปยังคอมเพรสเซอร์เพื่อเริ่มต้นวัฏจักรถัดไปเพื่อแลกเปลี่ยนความร้อนในอากาศ และวาล์วขยายตัวและคอมเพรสเซอร์เป็นชิ้นส่วนที่สำคัญที่สุดในกระบวนการนี้ การจัดการความร้อนในรถยนต์นั้นใช้หลักการนี้เป็นพื้นฐานในการจัดการความร้อนของรถยนต์โดยการแลกเปลี่ยนความร้อนหรือความเย็นจากวงจรเครื่องปรับอากาศไปยังวงจรอื่นๆ
รถยนต์พลังงานใหม่รุ่นแรกๆ มีวงจรจัดการความร้อนแบบแยกอิสระและมีประสิทธิภาพต่ำ วงจรทั้งสาม (เครื่องปรับอากาศ แบตเตอรี่ และมอเตอร์) ของระบบจัดการความร้อนในยุคแรกๆ ทำงานแยกจากกัน กล่าวคือ วงจรเครื่องปรับอากาศมีหน้าที่เพียงทำความเย็นและทำความร้อนภายในห้องโดยสาร วงจรแบตเตอรี่มีหน้าที่เพียงควบคุมอุณหภูมิของแบตเตอรี่ และวงจรมอเตอร์มีหน้าที่เพียงระบายความร้อนให้กับมอเตอร์ รูปแบบการแยกอิสระนี้ก่อให้เกิดปัญหาต่างๆ เช่น การทำงานที่ไม่เป็นอิสระระหว่างส่วนประกอบ และประสิทธิภาพการใช้พลังงานต่ำ ผลกระทบโดยตรงที่สุดในรถยนต์พลังงานใหม่คือปัญหาต่างๆ เช่น วงจรจัดการความร้อนที่ซับซ้อน อายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่สั้น และน้ำหนักตัวที่เพิ่มขึ้น ดังนั้น แนวทางการพัฒนาการจัดการความร้อนจึงเป็นการทำให้วงจรทั้งสามของแบตเตอรี่ มอเตอร์ และเครื่องปรับอากาศทำงานร่วมกันให้มากที่สุด และทำให้ส่วนประกอบและพลังงานสามารถทำงานร่วมกันได้มากที่สุด เพื่อให้ได้ขนาดส่วนประกอบที่เล็ลง น้ำหนักเบาลง และอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนานขึ้น
2. การพัฒนาการจัดการความร้อนคือกระบวนการบูรณาการส่วนประกอบและการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ
ทบทวนประวัติการพัฒนาการจัดการความร้อนของรถยนต์พลังงานใหม่ทั้งสามรุ่น และพบว่าวาล์วหลายทางเป็นส่วนประกอบที่จำเป็นสำหรับการปรับปรุงการจัดการความร้อน
การพัฒนาการจัดการความร้อนคือกระบวนการบูรณาการส่วนประกอบและการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน จากการเปรียบเทียบโดยสังเขปข้างต้น จะเห็นได้ว่าเมื่อเทียบกับระบบที่ทันสมัยที่สุดในปัจจุบัน ระบบจัดการความร้อนในยุคเริ่มต้นนั้นเน้นการทำงานร่วมกันระหว่างวงจรต่างๆ มากกว่า เพื่อให้เกิดการแบ่งปันส่วนประกอบและการใช้พลังงานร่วมกัน หากมองการพัฒนาการจัดการความร้อนจากมุมมองของนักลงทุน เราไม่จำเป็นต้องเข้าใจหลักการทำงานของส่วนประกอบทั้งหมด แต่ความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับวิธีการทำงานของแต่ละวงจรและประวัติการพัฒนาของวงจรการจัดการความร้อนจะช่วยให้เราคาดการณ์ทิศทางการพัฒนาในอนาคตของวงจรการจัดการความร้อนและการเปลี่ยนแปลงของมูลค่าส่วนประกอบได้ชัดเจนยิ่งขึ้น ดังนั้น ต่อไปนี้จะทบทวนประวัติการพัฒนาของระบบจัดการความร้อนโดยสังเขป เพื่อให้เราสามารถค้นพบโอกาสการลงทุนในอนาคตร่วมกัน
ระบบระบายความร้อนของรถยนต์พลังงานใหม่มักประกอบด้วยวงจร 3 วงจร 1) วงจรปรับอากาศ: วงจรนี้เป็นวงจรที่มีความสำคัญสูงสุดในการระบายความร้อน หน้าที่หลักคือการปรับอุณหภูมิภายในห้องโดยสารและประสานงานกับวงจรอื่นๆ ที่ทำงานขนานกัน โดยปกติจะให้ความร้อนด้วยหลักการของ PTC (เครื่องทำความร้อนน้ำหล่อเย็น PTC/เครื่องทำความร้อนอากาศ PTC) หรือปั๊มความร้อนและให้ความเย็นโดยใช้หลักการของเครื่องปรับอากาศ 2) วงจรแบตเตอรี่: ส่วนใหญ่ใช้เพื่อควบคุมอุณหภูมิการทำงานของแบตเตอรี่เพื่อให้แบตเตอรี่รักษาอุณหภูมิการทำงานที่ดีที่สุดเสมอ ดังนั้นวงจรนี้จึงต้องการทั้งความร้อนและความเย็นในเวลาเดียวกันตามสถานการณ์ต่างๆ 3) วงจรมอเตอร์: มอเตอร์จะสร้างความร้อนเมื่อทำงาน และช่วงอุณหภูมิการทำงานกว้าง ดังนั้นวงจรจึงต้องการเพียงการระบายความร้อน เราสังเกตวิวัฒนาการของการบูรณาการระบบและประสิทธิภาพโดยการเปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงการจัดการความร้อนของรุ่นหลักของ Tesla ตั้งแต่ Model S ถึง Model Y โดยรวมแล้ว ระบบการจัดการความร้อนรุ่นแรก: แบตเตอรี่ระบายความร้อนด้วยอากาศหรือของเหลว เครื่องปรับอากาศให้ความร้อนโดย PTC และระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าระบายความร้อนด้วยของเหลว วงจรทั้งสามโดยพื้นฐานแล้วจะต่อขนานกันและทำงานอย่างอิสระจากกัน ระบบการจัดการความร้อนรุ่นที่สอง: การระบายความร้อนด้วยของเหลวของแบตเตอรี่ การให้ความร้อน PTC การระบายความร้อนด้วยของเหลวของระบบควบคุมไฟฟ้าของมอเตอร์ การใช้ความร้อนเหลือทิ้งของมอเตอร์ไฟฟ้า การเชื่อมต่อแบบอนุกรมระหว่างระบบที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้น การบูรณาการส่วนประกอบ ระบบจัดการความร้อนรุ่นที่สาม: การทำความร้อนด้วยเครื่องปรับอากาศแบบปั๊มความร้อน การทำความร้อนในห้องเครื่องยนต์ การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีลึกซึ้งยิ่งขึ้น ระบบเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรม และวงจรมีความซับซ้อนและบูรณาการสูงขึ้น เราเชื่อว่าสาระสำคัญของการพัฒนาการจัดการความร้อนของยานยนต์พลังงานใหม่คือ: บนพื้นฐานของการไหลเวียนและการแลกเปลี่ยนความร้อนของเทคโนโลยีเครื่องปรับอากาศ เพื่อ 1) ป้องกันความเสียหายจากความร้อน 2) ปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน 3) นำชิ้นส่วนกลับมาใช้ใหม่เพื่อลดปริมาตรและน้ำหนัก
วันที่โพสต์: 12 พฤษภาคม 2566
