การพัฒนาเทคโนโลยีการบูรณาการการจัดการความร้อน

เครื่องปรับอากาศแบบปั๊มความร้อนแบบดั้งเดิมมีประสิทธิภาพการทำความร้อนต่ำและกำลังการทำความร้อนไม่เพียงพอในสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็น ซึ่งจำกัดสถานการณ์การใช้งานของรถยนต์ไฟฟ้า ดังนั้นจึงมีการพัฒนาและประยุกต์ใช้วิธีการต่างๆ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องปรับอากาศแบบปั๊มความร้อนภายใต้สภาวะอุณหภูมิต่ำ โดยการเพิ่มวงจรแลกเปลี่ยนความร้อนรองอย่างเหมาะสม ในขณะที่ระบายความร้อนให้กับแบตเตอรี่และระบบมอเตอร์ ความร้อนที่เหลือจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่เพื่อเพิ่มกำลังการทำความร้อนของรถยนต์ไฟฟ้าภายใต้สภาวะอุณหภูมิต่ำ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่ากำลังการทำความร้อนของเครื่องปรับอากาศแบบปั๊มความร้อนที่ใช้ความร้อนเหลือทิ้งนั้นดีขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับเครื่องปรับอากาศแบบปั๊มความร้อนแบบดั้งเดิม เครื่องปรับอากาศแบบปั๊มความร้อนที่ใช้ความร้อนเหลือทิ้งซึ่งมีการเชื่อมต่อที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นระหว่างระบบย่อยการจัดการความร้อนแต่ละระบบและระบบการจัดการความร้อนของรถยนต์ที่มีการบูรณาการในระดับสูงกว่านั้นถูกนำไปใช้ใน Tesla Model Y และ Volkswagen ID4 CROZZ และรุ่นอื่นๆ (ดังแสดงในภาพด้านขวา) อย่างไรก็ตาม เมื่ออุณหภูมิแวดล้อมต่ำลงและปริมาณความร้อนเหลือทิ้งที่นำกลับมาใช้ใหม่มีน้อย ความร้อนเหลือทิ้งที่นำกลับมาใช้ใหม่เพียงอย่างเดียวไม่สามารถตอบสนองความต้องการความร้อนในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำได้ และยังคงจำเป็นต้องใช้ฮีตเตอร์ PTC เพื่อชดเชยความร้อนที่ขาดหายไปในกรณีดังกล่าว แต่ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของระดับการบูรณาการการจัดการความร้อนในรถยนต์ไฟฟ้า ทำให้สามารถเพิ่มปริมาณความร้อนเหลือทิ้งที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้โดยการเพิ่มความร้อนที่เกิดจากมอเตอร์อย่างเหมาะสม ซึ่งจะช่วยเพิ่มกำลังการทำความร้อนและค่า COP ของระบบปั๊มความร้อน และหลีกเลี่ยงการใช้ฮีตเตอร์ PTCเครื่องทำความร้อนสารหล่อเย็น PTC/เครื่องทำความร้อนอากาศ PTCนอกจากจะช่วยลดอัตราการใช้พื้นที่ของระบบจัดการความร้อนลงแล้ว ยังสามารถตอบสนองความต้องการความร้อนของรถยนต์ไฟฟ้าในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำได้อีกด้วย นอกจากการนำความร้อนเหลือทิ้งจากแบตเตอรี่และระบบมอเตอร์กลับมาใช้แล้ว การใช้ลมหมุนเวียนยังเป็นอีกวิธีหนึ่งในการลดการใช้พลังงานของระบบจัดการความร้อนในสภาวะอุณหภูมิต่ำ ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่า ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ มาตรการการใช้ลมหมุนเวียนอย่างเหมาะสมสามารถลดความต้องการความร้อนของรถยนต์ไฟฟ้าได้ 46% ถึง 62% ในขณะที่หลีกเลี่ยงการเกิดฝ้าและน้ำแข็งเกาะบนกระจก และสามารถลดการใช้พลังงานความร้อนได้ถึง 40% นอกจากนี้ Denso ประเทศญี่ปุ่นยังได้พัฒนาโครงสร้างลมหมุนเวียน/ลมบริสุทธิ์แบบสองชั้นที่เหมาะสม ซึ่งสามารถลดการสูญเสียความร้อนที่เกิดจากการระบายอากาศได้ 30% ในขณะที่ป้องกันการเกิดฝ้า ในขั้นตอนนี้ ความสามารถในการปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมของระบบจัดการความร้อนของรถยนต์ไฟฟ้าในสภาวะสุดขั้วกำลังค่อยๆ ดีขึ้น และกำลังพัฒนาไปในทิศทางของการบูรณาการและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม