เทคโนโลยีการจัดการความร้อนในรถยนต์ไฟฟ้า

1. ก่อนอื่น เรามาอธิบายกันก่อนว่า ระบบจัดการความร้อนคืออะไร และระบบจัดการความร้อนที่ดีควรเป็นอย่างไร

จากมุมมองของผู้ใช้ บทบาทหลักของระบบจัดการความร้อนในยุคของรถยนต์ไฟฟ้าสะท้อนให้เห็นได้ทั้งภายในและภายนอก ภายในรถนั้นมีหน้าที่รักษาอุณหภูมิภายในรถให้คงที่ ทั้งอบอุ่นในฤดูหนาวและเย็นสบายในฤดูร้อน เช่น การทำความร้อนเบาะและพวงมาลัย หรือการเปิดเครื่องปรับอากาศล่วงหน้า เป็นต้น สิ่งสำคัญคือการปรับอุณหภูมิภายในห้องโดยสารอย่างรวดเร็ว ว่าใช้เวลานานเท่าใดจึงจะถึงอุณหภูมิที่ต้องการ ใช้พลังงานเท่าใด และรักษาสมดุลได้อย่างไร ส่วนภายนอกนั้น จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่มีอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการทำงาน ไม่ร้อนเกินไป เพราะจะทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปและไฟไหม้ และไม่เย็นเกินไป เพราะเมื่ออุณหภูมิของแบตเตอรี่ต่ำเกินไป การปลดปล่อยพลังงานจะถูกปิดกั้น ส่งผลกระทบต่อการใช้งานจริง ทำให้ระยะทางการวิ่งของแบตเตอรี่ลดลงอย่างมาก

การจัดการความร้อนจะมีความสำคัญมากขึ้นในฤดูหนาว เพราะการป้องกันภาวะความร้อนสูงเกินควบคุมได้รับการพิจารณาอย่างครบถ้วนแล้วในการออกแบบแบตเตอรี่ แต่ในฤดูหนาว วิธีการใช้พลังงานให้น้อยลงเพื่อรักษาอุณหภูมิการทำงานของแบตเตอรี่ให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมที่สุด คือประเด็นสำคัญของการจัดการความร้อน

จะเห็นได้ว่าระบบจัดการความร้อนของรถยนต์ไฟฟ้าไม่ได้เป็นเพียงระบบปรับอากาศของรถยนต์ที่ใช้น้ำมันเชื้อเพลิงเท่านั้น แต่ยังต้องมีการปรับปรุงอย่างละเอียดลึกซึ้งบนพื้นฐานนั้น และต้องประสานงานและปรับให้เหมาะสมร่วมกับสถาปัตยกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ระบบส่งกำลัง ระบบเบรก ฯลฯ ดังนั้นจึงมีวิธีการและรายละเอียดที่ซับซ้อนมากมาย

2. วิธีการจัดการความร้อน
วิธีการแบบดั้งเดิม: การให้ความร้อนแบบ PTC

ในการออกแบบแบบดั้งเดิม เพื่อให้แหล่งความร้อนแก่ห้องโดยสารและแบตเตอรี่ รถยนต์ไฟฟ้าจะติดตั้งส่วนประกอบแหล่งความร้อนเพิ่มเติมที่เรียกว่า PTC PTC ย่อมาจาก Positive Temperature Coefficient Thermistor ซึ่งความต้านทานและอุณหภูมิของชิ้นส่วนนี้มีความสัมพันธ์เชิงบวก กล่าวคือ เมื่ออุณหภูมิแวดล้อมลดลง ความต้านทานของ PTC ก็จะลดลงด้วย ด้วยวิธีนี้ เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านด้วยแรงดันคงที่ ความต้านทานจะลดลงและกระแสไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ค่าความร้อนจากการจ่ายพลังงานเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ซึ่งมีผลในการให้ความร้อน

มีตัวเลือกสองอย่างสำหรับการทำความร้อนแบบ PTC คือการทำความร้อนด้วยน้ำ (เครื่องทำความร้อนสารหล่อเย็น PTC) และการทำความร้อนอากาศ(เครื่องทำความร้อนอากาศ PTCความแตกต่างระหว่างทั้งสองคือ ตัวกลางในการให้ความร้อนต่างกัน ระบบทำความร้อนด้วยน้ำประปาใช้ PTC ในการให้ความร้อนแก่สารหล่อเย็น แล้วจึงแลกเปลี่ยนความร้อนกับหม้อน้ำ ในขณะที่ระบบทำความร้อนด้วยอากาศใช้ลมเย็นในการแลกเปลี่ยนความร้อนกับ PTC โดยตรง และสุดท้ายก็ปล่อยลมร้อนออกมา