เทคโนโลยีการจัดการความร้อนในงานด้านยานยนต์

แผงระบายความร้อนแบตเตอรี่สามารถใช้ระบายความร้อนโดยตรงให้กับชุดแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้า ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นระบายความร้อนโดยตรง (การระบายความร้อนด้วยสารทำความเย็น) และระบายความร้อนโดยอ้อม (การระบายความร้อนด้วยน้ำ) สามารถออกแบบและจับคู่ให้เหมาะสมกับแบตเตอรี่เพื่อให้แบตเตอรี่ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น แผงระบายความร้อนแบตเตอรี่แบบวงจรคู่ที่มีสารทำความเย็นและสารหล่อเย็นอยู่ภายในช่องนั้นเหมาะสมสำหรับการระบายความร้อนของชุดแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า ซึ่งสามารถรักษาอุณหภูมิของแบตเตอรี่ให้อยู่ในระดับประสิทธิภาพสูงและรับประกันอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ที่ดีที่สุด
รถยนต์ไฟฟ้าล้วนไม่มีแหล่งความร้อน ดังนั้นฮีตเตอร์ PTC แรงดันสูงจำเป็นต้องใช้เครื่องทำความร้อนที่มีกำลังขับมาตรฐาน 4-5 กิโลวัตต์ เพื่อให้ความร้อนที่รวดเร็วและเพียงพอแก่ภายในรถ ความร้อนที่เหลือจากรถยนต์ไฟฟ้าล้วนไม่เพียงพอที่จะทำให้ห้องโดยสารร้อนทั่วถึง จึงจำเป็นต้องใช้ระบบปั๊มความร้อน

คุณอาจสงสัยว่าทำไมรถยนต์ไฮบริดจึงเน้นไปที่ไมโครไฮบริดด้วย เหตุผลที่แบ่งออกเป็นไมโครไฮบริดก็คือ รถยนต์ไฮบริดที่ใช้มอเตอร์แรงดันสูงและแบตเตอรี่แรงดันสูงนั้นมีความใกล้เคียงกับรถยนต์ปลั๊กอินไฮบริดในแง่ของระบบการจัดการความร้อน ดังนั้นสถาปัตยกรรมการจัดการความร้อนของรุ่นดังกล่าวจะถูกนำเสนอในส่วนของปลั๊กอินไฮบริดด้านล่าง ส่วนไมโครไฮบริดในที่นี้ส่วนใหญ่หมายถึงมอเตอร์ 48V และแบตเตอรี่ 48V/12V เช่น BSG (Belt Starter Generator) 48V คุณลักษณะของสถาปัตยกรรมการจัดการความร้อนของมันสามารถสรุปได้ในสามประเด็นต่อไปนี้

มอเตอร์และแบตเตอรี่ส่วนใหญ่ใช้ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศ แต่ก็มีแบบระบายความร้อนด้วยน้ำและน้ำมันให้เลือกใช้เช่นกัน

หากมอเตอร์และแบตเตอรี่ระบายความร้อนด้วยอากาศ ปัญหาการระบายความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังแทบจะไม่มีเลย เว้นแต่ว่าแบตเตอรี่จะใช้แบตเตอรี่ 12V แล้วใช้ตัวแปลง DC/DC แบบสองทิศทาง 12V เป็น 48V ซึ่งตัวแปลง DC/DC นี้อาจต้องใช้ท่อระบายความร้อนด้วยน้ำ ขึ้นอยู่กับการออกแบบกำลังสตาร์ทของมอเตอร์และกำลังการคืนตัวจากการเบรก การระบายความร้อนด้วยอากาศของแบตเตอรี่สามารถออกแบบได้ในวงจรอากาศของชุดแบตเตอรี่ โดยการควบคุมพัดลมเพื่อให้เกิดการระบายความร้อนด้วยอากาศแบบบังคับ ซึ่งจะเพิ่มภาระงานออกแบบ นั่นคือ การออกแบบท่ออากาศและการเลือกพัดลม หากต้องการใช้การจำลองเพื่อวิเคราะห์ผลการระบายความร้อนของแบตเตอรี่แบบระบายความร้อนด้วยอากาศแบบบังคับ จะยากกว่าแบตเตอรี่ที่ระบายความร้อนด้วยของเหลว เนื่องจากข้อผิดพลาดในการจำลองการถ่ายเทความร้อนของการไหลของก๊าซจะมากกว่าการถ่ายเทความร้อนของการไหลของของเหลว หากระบายความร้อนด้วยน้ำหรือน้ำมัน วงจรการจัดการความร้อนจะคล้ายกับรถยนต์ไฟฟ้าล้วนมากกว่า ยกเว้นว่าการเกิดความร้อนจะน้อยกว่า และเนื่องจากมอเตอร์ไมโครไฮบริดไม่ได้ทำงานที่ความถี่สูง โดยทั่วไปจึงไม่มีเอาต์พุตแรงบิดสูงอย่างต่อเนื่องที่ทำให้เกิดความร้อนอย่างรวดเร็ว มีข้อยกเว้นอยู่ประการหนึ่ง คือ ในช่วงไม่กี่ปีมานี้มีการใช้มอเตอร์กำลังสูง 48V มากขึ้น ซึ่งอยู่ระหว่างรถยนต์ไฮบริดขนาดเล็กและรถยนต์ไฮบริดแบบเสียบปลั๊ก โดยต้นทุนจะต่ำกว่ารถยนต์ไฮบริดแบบเสียบปลั๊ก แต่มีกำลังขับเคลื่อนที่สูงกว่ารถยนต์ไฮบริดขนาดเล็กและรถยนต์ไฮบริดแบบเบา ซึ่งส่งผลให้เวลาการทำงานและกำลังขับของมอเตอร์ 48V สูงขึ้น ดังนั้นระบบจัดการความร้อนจึงจำเป็นต้องทำงานร่วมกับมอเตอร์เพื่อระบายความร้อนให้ทันท่วงที