سیستم های مدیریت حرارتی یکپارچه در خودروهای برقی از معماری ها و راهبردهای کنترلی تا چشم اندازهای آینده

رشد سریع خودروهای برقی (EVs) و افزایش سهم آن ها در بازار جهانی نیاز به سیستم های مدیریت حرارتی کارآمد را بیش از پیش آشکار کرده است. سیستم های مدیریت حرارتی توزیع شده (TMS) اگرچه در نسل های اولیه خودروهای برقی به دلیل سادگی طراحی و پیاده سازی کاربرد داشتند اما به دلیل مصرف بالای انرژی و عدم بهره گیری از گرمای اتلافی موجب کاهش محدوده پیمایش و افت بازدهی می شوند. در پاسخ به این محدودیت ها سیستم های مدیریت حرارتی یکپارچه (IMS) به عنوان نسل نوین مطرح شده اند که با هم افزایی میان زیرسیستم های حیاتی مانند باتری، موتور الکتریکی، الکترونیک قدرت و کابین امکان کاهش مصرف انرژی تا ۲۰ الی ۳۰ درصد و افزایش برد حرکتی را فراهم می سازند. پژوهش های اخیر در حوزه ITMS بر سه محور اصلی متمرکز بوده اند: (۱) پیکربندی سیستم شامل معماری های مبتنی بر هوا، حلقه ثانویه غیرمستقیم و خنک کاری مستقیم با مبرد همراه با نوآوری هایی مانند پمپ های حرارتی با ضریب عملکرد بالا و شیرهای چندحالته، (۲) استراتژی های کنترلی پیشرفته نظیر PID، منطق فازی، کنترل پیش بین مدل (MPC) و رویکردهای ترکیبی مبتنی بر یادگیری ماشین و یادگیری تقویتی، و (۳) هوشمندسازی ITMS با استفاده از اتصال پذیری و داده های پیش بین که امکان بهینه سازی عملکرد در شرایط رانندگی واقعی را فراهم می کند. با این حال توسعه ITMS با چالش هایی مانند انتخاب مبردهای سازگار با محیط زیست، پیچیدگی کنترلی، امنیت داده و نیاز به شاخص های جامع ارزیابی مواجه است. مرور ادبیات نشان می دهد آینده ITMS در گرو طراحی پیکربندی های ماژولار، توسعه راهکارهای کنترلی هوشمند و استفاده از فناوری های نوین ذخیره و بازیابی انرژی حرارتی است. این مسیر می تواند به بهبود پایداری، افزایش عمر باتری و ارتقای کارایی خودروهای برقی منجر شود.

Keywords:

راهبردهای کنترلی , سیستم های مدیریت حرارتی , سیستم های مدیریت حرارتی یکپارچه , سرمایش , گرمایش , خودروی برقی