عند القيادة في فصل الشتاء ، تخفي التجربة الدافئة في السيارة مجموعة من الأنظمة الهندسية المتطورة. ستقوم هذه المقالة بتحليل مبادئ عمل أنظمة التدفئة في سيارات الوقود التقليدية والسيارات الكهربائية ، وتكشف عن المنطق العلمي والابتكار التكنولوجي وراء مصدر الحرارة.

1.
عند بدء تشغيل المحرك ، يتم تدوير المبرد في نطاق درجات الحرارة المرتفعة من 88-105 ℃ ، وسيتم تفريغ 30 ٪ -40 ٪ من الحرارة التي يحملها في الجو عبر المبرد. استخدم مهندسو السيارات بذكاء مورد حرارة النفايات هذا وقاموا بتثبيت جهاز تبادل حراري مصغر خلف لوحة القيادة - سخان السيارة جوهر.

يتحكم هذا المكون ، الذي يتكون من زعانف قرص الألومنيوم وأنابيب النحاس ، في تدفق المبرد من خلال صمام ثلاثي الاتجاهات. عندما يبدأ السائق المدفأة:

يتدفق المبرد عبر سطح قلب المدفأة
ينفجر المنفاخ الهواء البارد إلى قلب درجة الحرارة العالية
يتم تسخين الهواء بمقدار 15-25 ℃ من خلال توصيل الحرارة
يعدل مثبط الخلط نسبة الدورة الدموية الداخلية والخارجية. تستغرق العملية بأكملها 3-5 دقائق فقط لإخراج الهواء الدافئ المستقر ، ويأتي استهلاك الطاقة فقط من محرك المنفاخ (حوالي 150-300W) ، وهو نموذج لاستعادة الحرارة.
2. ثورة التدفئة في عصر الكهرباء: من تحديات استهلاك الطاقة إلى الابتكار التكنولوجي
يواجه نظام التدفئة للسيارات الكهربائية تحديات شديدة بسبب نقص حرارة نفايات المحرك. تقدم الحلول الرئيسية ثلاثة طرق فنية رئيسية:

سخان مقاومة PTC: يرتفع ارتفاعه عبر العناصر السيراميكية ، ويتراجع بسرعة ولكن يستهلك الكثير من الطاقة (الطاقة 5KW) ، مما قد يقلل من عمر البطارية بنسبة 20 ٪ -30 ٪
نظام المضخة الحرارية: باستخدام مبدأ دورة Carnot العكسي ، تصل نسبة كفاءة الطاقة (COP)
استرداد حرارة نفايات البطارية: تظهر براءة اختراع تسلا أنه يمكن استرداد حرارة النفايات من خلال وحدات التحكم في المحركات ومبردات البطارية
لا يزال بإمكان نظام مضخة الحرارة CO₂ التي تم تطويرها حديثًا من قِبل CATL الحفاظ على شرطي يزيد عن 2.0 عند -30 ℃ ، ومع تكنولوجيا التحكم في درجة حرارة تقسيم المناطق الذكية ، فإنه يعيد كتابة قواعد عمر البطارية الشتوية للسيارات الكهربائية.

يعد تطور نظام تسخين السيارات في الأساس سعيًا لا يتجزأ من كفاءة الطاقة. إن حكمة المركبات التقليدية لتحقيق معدل تحويل للحرارة الهدر بنسبة 85 ٪ ، وابتكار أنظمة مضخات حرارة المركبات الكهربائية التي تخترق الحدود المادية ، تفسر بشكل مشترك الفلسفة الأساسية لهندسة السيارات "للحصول على فوائد من كل Joule of Energy". مع اختراق بطاريات الحالة الصلبة والمواد الفائقة التوصيل ، قد يعيد نظام الإدارة الحرارية المستقبلية على متن الطائرة تعريف عقد الطاقة بين البشر والآلات .