از آنجایی که صنعت حمل و نقل از موتورهای احتراق داخلی (ICE) به وسایل نقلیه الکتریکی (EV) در حال گذار است، سازندگان تجهیزات اصلی وسایل نقلیه تجاری و تخصصی (OEM) بر عرضه پلت فرم خودروهای الکتریکی خود به بازار تمرکز می کنند. این OEM ها نه تنها با تصمیمات مهندسی حاشیه ای بلکه با تصمیمات تقریباً انقلابی روبرو هستند. یکی از حوزههای خاص چالش نحوه مدیریت موثر بارهای حرارتی در خودروهای برقی بوده است. مدیریت حرارتی ممکن است یکی از کمرنگترین نوآوریها باشد، اما پیشروترین مرز در حملونقل EV است زیرا طول عمر، عملکرد و ایمنی خودروهای الکتریکی را تعیین میکند.
چه در ICE یا EV، عملکرد سیستم مدیریت حرارتی در این خودروهای تجاری این است که اجزای پیشرانه را در محدوده دمایی مورد نظر خود نگه دارد. اگر یک قطعه به طور مداوم خارج از این محدوده کار کند، طول عمر قطعه ممکن است به خطر بیفتد یا در موارد شدید آسیب دائمی رخ دهد. با این کار، هر دو سیستم EV و ICE در دماهای سرد و محیط های گرم کارایی کمتری دارند. در هوای سرد، یک سیستم مدیریت حرارتی که به خوبی طراحی شده باشد، گرم شدن سریع و کارآمد سیستم را قادر می سازد تا این اجزا را به محدوده دمایی ایده آل خود برساند. در حالی که در هوای گرم، این سیستم ها باید در محدوده دمایی ایده آل خود با رد بارهای حرارتی اضافی به محیط نگهداری شوند تا از آسیب به این اجزا جلوگیری شود.
از نظر تفاوت های مدیریت حرارتی بین ICE و EV، واضح ترین منبع گرما است. در یک EV، بار حرارتی اولیه از دو ناحیه اصلی است - بسته باتری (هر دو چرخه شارژ و دشارژ) و الکترونیک قدرت (موتورهای کششی، اینورترها، مبدل ها، شارژرهای داخلی و غیره). در حالی که در یک وسیله نقلیه ICE، بار حرارتی اولیه ناشی از فرآیند احتراق است و بیشتر موتورهای احتراقی در محدوده دمایی 85 تا 215 درجه سانتی گراد به بهترین شکل کار می کنند. در مورد خودروهای برقی، بیشتر وسایل الکترونیکی قدرت به گونهای طراحی شدهاند که در دماهای بالاتر، 30 تا 145 درجه سانتیگراد کار کنند، اما دمای ایدهآل برای اکثر باتریهای لیتیوم یونی بین 25 تا 35 درجه سانتیگراد است که بسیار کمتر و باریکتر است. این در نهایت نیاز به سیستم مدیریت حرارتی پیچیدهتری را برای بستههای باتری ایجاد میکند. مدیریت حرارتی می تواند شامل یک حلقه فعال (سیستم تبرید دو فاز برای خنک کننده زیر محیطی)، یک حلقه گرمایش برای شرایط آب و هوای سرد، و یک حلقه غیرفعال (خنک کننده تک فاز) برای زمانی که دمای محیط کمتر از دمای بسته باتری است. در حالی که سیستم مدیریت حرارتی برای الکترونیک قدرت فقط به خنک کننده غیرفعال نیاز دارد، جایی که از هوای محیط برای خنک کردن قطعات استفاده می شود.
ممکن است پیچیدگی بیشتری به سیستم مدیریت حرارتی EV با ترکیب این حلقهها در صورت امکان برای مدیریت موثر بارهای حرارتی و متناسب با محدودیتهای فضایی یک وسیله نقلیه تجاری وارد شود. چند نمونه از دستیابی به این امر عبارتند از استفاده از سیستم تبرید در حالت پمپ حرارتی، استفاده از گرمای اتلاف از موتورهای کششی و الکترونیک قدرت، یا ترکیبی از این استراتژی ها که در آن پمپ ها و سوپاپ های متعدد لازم است، و همچنین کنترل های پیچیده برای هدایت مایع خنک کننده و بهینه سازی سرعت پمپ. در مقابل، سیستم مدیریت حرارتی برای یک وسیله نقلیه معمولی ICE بسیار سادهتر است – با استفاده از یک حلقه خنککننده منفرد شامل یک مبدل حرارتی که با هوای اجباری خنک میشود.
نوآوریها در کنترل مؤثر دمای اجزای EV در اوج ساخت وسایل نقلیه ناوگان تجاری برقی شده است. طراحی یک سیستم مدیریت حرارتی برای مدیریت موثر بارهای حرارتی و سیستمی که متناسب با محدودیت های فضای یک وسیله نقلیه تجاری باشد در حالی که به طور قابل اعتمادی با محیط عملیات سنگین مطابقت دارد، نیاز به تخصص تخصصی مدیریت حرارتی دارد. با استفاده از بیش از صد سال تجربه مدیریت حرارتی، سیستم مدیریت حرارتی باتری Modine EVantage™ (BTMS)، بسته خنککننده الکترونیکی (ECP) پیشرفتهترین فناوری مبدل حرارتی اختصاصی Modine را با محصولات الکتریکی هوشمند (پمپها، دریچهها، فنها، کمپرسورها، بخاریها) برای ارائه یک راهحل کامل طراحی شده ترکیب میکند. سیستمهای حرارتی کامل ما با استفاده از کنترلکننده حرارتی اصلی و سیستمافزار توسعهیافته توسط Modine، ثابت شدهاند که حداکثر عملکرد را در کمترین میزان مصرف انرژی ارائه میدهند.
