نظام يتم تبريد بطاريات السيارات الكهربائية؟
لا تحتاج السيارات الكهربائية حقًا إلى شبكات المبرد؛ لهذا السبب قام بعض صانعي السيارات، مثل تيسلا وكيا، بإزالتها من طرازاتهم. بينما قامت شركات أخرى مثل BMW بالاحتفاظ بها كجزء من هوية تصميم علاماتهم التجارية.
ولكن لماذا لا توجد جدوى من شبكات المبرد في السيارات الكهربائية؟ لنتذكر أولًا الغرض منها في المركبات التقليدية.
الشبكة موجودة للسماح بالتهوية المستمرة والسماح للهواء الخارجي بالوصول إلى المبرد؛ ما يبرد المحرك. ولا تأتي السيارات الكهربائية بمحرك كريه الرائحة؛ ما يعني أنها لا تعتمد على هذه العملية المحددة
السؤال المهم هو: هل هذا يعني أن السيارات الكهربائية لا تتطلب التبريد على الإطلاق؟ بالتاكيد لا. في الواقع التبريد ضروري للغاية لوظيفة البطارية.
وتُظهر الأبحاث أن السلامة وعمر الخدمة وسعة التخزين وسرعة الشحن لحزمة بطارية ليثيوم أيون كلها تعتمد على درجة الحرارة. وتتراوح درجة حرارة التشغيل المثالية للبطارية بين 20 و45 درجة مئوية. ويتم تسخين بطاريات الليثيوم أيون أثناء الاستخدام وأثناء الشحن والتفريغ بمعدلات عالية.
لكن ترك الحرارة تتراكم أمر خطير؛ إذ يمكن أن يؤدي إلى هروب حراري، والذي بدوره قد يؤدي إلى نشوب حريق أو احتراق.
وهناك مشكلة أخرى وهي أن الحرارة الزائدة تعمل على تسريع عملية شيخوخة خلايا البطارية؛ ما يعني أن التحكم في درجة الحرارة أمر بالغ الأهمية لتجنب تدهور البطارية وضمان أطول عمر ممكن لحزمة البطارية.
أخيرًا نظرًا لأن البطارية تعمل ساخنة أثناء الشحن فإن الطريقة الوحيدة لحمايتها بدون نظام تبريد هي تقليل معدل الشحن.
– كيف يتم تبريد بطاريات السيارات الكهربائية ؟
يُعد التبريد بالسائل هو الطريقة المفضلة بين الشركات المصنعة للسيارات الكهربائية؛ نظرًا للقدرة الحرارية العالية والتوصيل الحراري الذي يمكن تحقيقه بهذه الطريقة.
ويتم ضخ مزيج سائل تبريد خاص (عادة الماء والإيثيلين جلايكول) من خلال ألواح أو أنابيب مصممة خصيصًا مدمجة في خلايا البطارية أو تحتها، ويدور سائل التبريد من خلال حزمة البطارية لامتصاص الحرارة، ثم ينتقل عبر مبادل حراري يمتصه ويبخره. كما يمكن توصيل المبادل الحراري بنظام تكييف الهواء للسيارة لتدفئة المقصورة.
وهناك طريقة أرخص ولكن أقل كفاءة هي تبريد الهواء. في هذا النظام يتم تدوير الهواء من المقصورة عبر حزمة البطارية؛ باستخدام الحمل الحراري لنقل الحرارة بعيدًا. كما يمكن جعله أكثر فاعلية عن طريق إضافة مروحة، أو الاستفادة من نظام تكييف الهواء لتبريد الهواء قبل أن ينتقل إلى البطارية.
على الجانب السلبي فإن قدرتها على تبديد الحرارة أقل، وهذا هو السبب في أن الطريقة غير قابلة للتطبيق في المناخات الحارة.
