Managementul termic în mașinile electrice: cum funcționează și avantaje
Electromobilitatea nu numai că aduce cu ea un nou mod de a se deplasa, dar impune și cerințe ridicate tehnologiei asociate. Bateria, aflată în centrul fiecărei mașini electrice, este deosebit de sensibilă la temperatură – atât frigul extrem, cât și temperaturile excesiv de ridicate îi pot afecta performanța. Prin urmare, gestionarea eficientă a temperaturii în vehiculele electrice este esențială, asigurându-se că toate componentele relevante sunt menținute la o temperatură constantă. În cele ce urmează, vom intra în mai multe detalii despre modul în care funcționează această tehnologie și de ce este indispensabilă atât pentru performanța, cât și pentru sustenabilitatea vehiculelor electrice.
Ce este managementul termic?
Managementul termic se referă în general la controlul fluxurilor de căldură și, în sectorul vehiculelor, se referă la reglarea țintită a temperaturii în cadrul sistemului vehiculului. Scopul este de a menține componentele sensibile, cum ar fi bateria sau electronica de putere, într-un interval optim de temperatură, indiferent de temperaturile exterioare și stilul de condus – atât în vehiculele electrice, cât și în vehiculele cu motoare cu ardere internă.
În vehiculele electrice, managementul termic afectează direct timpii de încărcare a bateriei și autonomia, deoarece temperaturile extreme pot afecta negativ viteza de încărcare și puterea disponibilă. Reglarea precisă a temperaturii ajută la minimizarea pierderilor de autonomie – în special iarna . În plus, managementul termic îmbunătățește confortul interior permițând o aer condiționat eficient în cameră. Vehiculele electrice moderne de la Audi bazate pe Premium Platform Electric (PPE) beneficiază de un management termic deosebit de avansat. Acest lucru asigură că bateria, motorul electric și electronica de putere rămân la temperatura optimă în orice moment - garantând astfel o funcționare fiabilă și performanțe maxime.
Cum funcționează managementul termic într-un vehicul electric?
Managementul termic în vehiculele electrice este un sistem complex care trebuie să îndeplinească mai multe funcții simultan pentru a optimiza performanța și eficiența vehiculului. Spre deosebire de vehiculele cu motoare cu ardere internă, care produc căldură reziduală prin arderea combustibilului, mașinile electrice trebuie să-și controleze în mod activ temperatura, deoarece sistemele lor motoare au doar pierderi reduse de căldură . Pentru a îndeplini aceste cerințe, managementul termic trebuie să regleze eficient diverse domenii, cum ar fi bateriile, motoarele electrice și altele asemenea :
Monitorizarea bateriei
Bateria este un element central al acestui control al temperaturii, deoarece o temperatură incorectă poate afecta durata de viață a bateriei și poate reduce performanța acesteia pe termen lung. Pentru a preveni acest lucru, bateria este răcită de un circuit de răcire în astfel de cazuri. În acest circuit circulă un agent frigorific, care absoarbe excesul de căldură și îl eliberează printr-un schimbător de căldură. Dacă, pe de altă parte, temperatura este prea scăzută, sistemul încălzește bateria, de exemplu prin elemente de încălzire electrice, pentru a menține performanța. În ambele cazuri, sistemul de management termic reglează atât puterea de încărcare, cât și puterea vehiculului pentru a elibera bateria.
Motor electric și interior
Pe lângă baterie, motorul electric și electronica de putere trebuie monitorizate termic. În acest fel, motorul electric generează căldură în timpul funcționării, care trebuie disipată pentru a evita supraîncălzirea. Acest lucru se face adesea printr-un sistem de răcire cu lichid special conceput care funcționează similar cu bateria. Alternativ, sunt utilizate și sisteme de răcire cu aer .
Un alt aspect al managementului termic este încălzirea interioară: deoarece vehiculele electrice nu pot utiliza căldura reziduală clasică a motorului în comparație cu motoarele cu ardere internă, se folosesc sisteme alternative, cum ar fi încălzitoarele electrice sau pompele de căldură . Pompele de căldură sunt deosebit de eficiente, deoarece utilizează sursele de căldură existente, cum ar fi aerul ambiant sau căldura reziduală de la grupul motopropulsor, pentru a încălzi interiorul vehiculului. Acest lucru poate reduce consumul de energie pentru încălzire și poate crește autonomia vehiculului.
Mai multă eficiență, mai multă sustenabilitate
Sistemul de management termic al vehiculelor electrice are o contribuție decisivă la sustenabilitate, deoarece are un impact pozitiv asupra întregii durate de viață a vehiculului. Prin controlul temperaturii bateriei, a motorului și a altor componente importante ale vehiculului, consumul de energie este redus semnificativ. În acest fel, nu numai că consumul de energie al vehiculului poate fi redus, dar poate fi și ameliorată infrastructura de încărcare , ceea ce poate face o diferență decisivă, mai ales cu un număr tot mai mare de vehicule electrice.
Cel mai durabil efect, însă, este longevitatea bateriei: un vehicul electric consumă mai puțină energie și produce mai puține deșeuri dacă bateria funcționează eficient pe o perioadă lungă de timp. Controlul atent al temperaturii protejează bateria de temperaturi extreme care ar scurta durata de viață a celulelor. Ca urmare, trebuie produse mai puține baterii și trebuie consumate mai puține resurse.
Beneficiile managementului termic
- Autonomie optimizată: Gestionarea stabilă a temperaturii asigură că bateria atinge capacitatea maximă, ceea ce la rândul său crește autonomia mașinii electrice .
- Siguranță sporită: Managementul termic contribuie la siguranța mașinilor electrice prin protejarea vehiculului și a componentelor sale de vârfuri extreme de temperatură care le-ar putea pune în pericol funcționalitatea.
- Eficiență energetică sporită: mai puține pierderi de energie permit o utilizare și mai eficientă a capacității bateriei, ceea ce poate optimiza operațiunile de conducere și reduce consumul de energie.
- Durată de viață mai lungă a bateriei: Controlul continuu al temperaturii previne deteriorarea bateriei cauzate de supraîncălzire sau frig, crescând astfel durata de viață a acesteia.
Perspective
Privind spre viitorul vehiculelor electrice , este clar că sistemele de management termic vor juca un rol și mai important, deoarece aceste tehnologii sunt dezvoltate continuu pentru a funcționa și mai eficient și mai durabil. Conceptele inovatoare, cum ar fi utilizarea inteligentă a pompelor de căldură sau conectarea directă a managementului termic cu alte funcții ale vehiculului, ar putea crește și mai mult potențialul de economii suplimentare de energie și creșterea performanței în viitor. În cele din urmă, optimizarea continuă a acestor sisteme va avea o contribuție decisivă la stabilirea electromobilității ca tehnologie cheie pentru un viitor durabil și cu economie de resurse .