1. منابع تولید گرما و اهمیت اتلاف گرما
به عنوان یک دستگاه با بار بالا و متناوب ، a پمپ هوای برقی اتومبیل (CEV) به دلیل اجزای اصلی آن گرمای قابل توجهی را در حین کار ایجاد می کند. منابع اصلی گرما شامل موارد زیر است:
گرمای موتور: هنگامی که جریان از طریق سیم پیچ موتور جریان می یابد ، گرمایش ژول به دلیل مقاومت تولید می شود. این منبع گرمای اصلی است.
اصطکاک پیستون: حرکت متقابل با سرعت بالا بین پیستون و دیواره سیلندر درون سیلندر گرمای اصطکاک ایجاد می کند.
گرمای فشرده سازی گاز: طبق اصول ترمودینامیک ، دمای گاز هنگام فشرده شدن به شدت افزایش می یابد. هوای گرم فشرده ، سیلندر و لوله های هوا را گرم می کند.
اتلاف گرمای مؤثر برای اطمینان از عملکرد پایدار و گسترش عمر CEV بسیار مهم است. تجمع گرما می تواند منجر به کاهش راندمان حرکتی ، پیری عایق سیم پیچ و حتی باعث خاموش شدن بیش از حد خاموش شدن ، تأثیر شدید بر تجربه کاربر و قابلیت اطمینان محصول شود.
2. فناوری اتلاف گرما هسته ای
فناوری اتلاف گرما برای پمپ های هوای CEV در درجه اول بر انتقال کارآمد گرما از اجزای داخلی به محیط خارجی متمرکز است.
1. بهینه سازی ساختاری
سیلندر فلزی و سرسیلندر: سیلندرها و سرهای سیلندر از مواد فلزی بسیار رسانا مانند آلیاژ آلومینیوم یا آلیاژ مس ساخته می شوند. فلزات نسبت به پلاستیک های مهندسی از هدایت حرارتی بسیار بالاتری برخوردار هستند و به آنها امکان می دهد گرمای تولید شده توسط پیستون و فشرده سازی را به سرعت از بین ببرند.
طراحی سینک گرما: باله ها بر روی سطح بیرونی سیلندر یا مناطق کلیدی تولید حرارت بدنه موتور ادغام می شوند. این باله ها با افزایش ناحیه تماس با هوای خارج ، کارایی همرفت گرما را به طور قابل توجهی بهبود می بخشند. تعداد ، ارتفاع و فاصله باله ها با دقت طراحی شده اند تا به اتلاف گرمای همرفت بهینه برسند.
طراحی دوقلو/چند سیلندر: در مقایسه با پمپ های تک سیلندر ، پمپ های دوقلو سیلندر مصرف کل انرژی را در دو سیلندر توزیع می کنند و بار حرارتی آنی را روی یک سیلندر واحد کاهش می دهند. علاوه بر این ، فضای بین دو سیلندر جریان هوا را تسهیل می کند و منابع گرما را پراکنده می کند.
2. سیستم خنک کننده هوا فعال
فن خنک کننده یکپارچه: بیشتر پمپ های هوای برقی در اواسط تا بالا برای اتومبیل ها دارای یک یا چند فن پر سرعت هستند. این فن ها به طور معمول در نزدیکی موتور یا سیلندر قرار می گیرند و به زور در هوای خنک از بیرون می کشند و آن را بر روی اجزای تولید گرما می وزد و سپس هوای گرم را خسته می کنند. این مستقیم ترین و مؤثرترین روش خنک کننده است.
مجرای هوا و طراحی جریان هوا: مجرای هوا اختصاصی در محفظه پمپ ساخته شده است. مهندسان برای بهینه سازی مسیر جریان هوای فن از شبیه سازی CFD (دینامیک سیال محاسباتی) استفاده می کنند و از جریان دقیق در سیم پیچ های حرکتی ، یاتاقان ها و دیواره های سیلندر اطمینان می دهند و از کاهش گرما مناطق مرده جلوگیری می کنند.
3. مدیریت و حفاظت حرارتی هوشمند
علاوه بر اتلاف گرمای فیزیکی ، پمپ های هوای برقی مدرن برای اتومبیل ها نیز برای مدیریت حرارتی به فناوری الکترونیکی هوشمند متکی هستند.
سنسور ترمیستور/دما: ترمیستورهای PTC/NTC یا سنسورهای دمای دیجیتال در مکان های کلیدی در سیم پیچ های موتور ، PCBA یا سیلندر نصب می شوند. این سنسورها دمای داخلی پمپ هوا را در زمان واقعی کنترل می کنند.
محافظت بیش از حد: هنگامی که دمای داخلی به یک آستانه از پیش تعیین شده (به عنوان مثال ، 105 درجه سانتیگراد یا 120 درجه سانتیگراد) برسد ، تراشه کنترل هوشمند (MCU) بلافاصله برق را به موتور قطع می کند و باعث خاموش شدن اتوماتیک می شود. این امر مانع از گرمای بیش از حد آسیب می شود و ایمنی کاربر و دوام محصول را تضمین می کند.
مدولاسیون عرض پالس PWM: در برخی از پمپ های هوای موتور بدون برس با کارایی بالا ، کنترلر به صورت پویا چرخه وظیفه PWM موتور را بر اساس بازخورد سنسور دما تنظیم می کند. ضمن حفظ راندمان اساسی تورم ، به طور مناسب قدرت حرکتی را کاهش می دهد ، در نتیجه سرکوب تجمع سریع حرارت و افزایش زمان عملکرد مداوم.
IV بهینه سازی مواد و رابط
مواد عایق مقاوم در برابر گرمای بالا: استفاده از سیم و عایق مینای دندان مقاوم در دمای بالا و عایق کلاس H یا کلاس F (حداکثر مقاومت دما 180 درجه سانتیگراد یا 155 درجه سانتیگراد) تضمین می کند که موتور دچار تجزیه عایق یا مدارهای کوتاه در محیط های با درجه حرارت بالا نمی شود و از این طریق قابلیت اطمینان پمپ هوا را بهبود می بخشد.
مواد رابط حرارتی (TIM): گریس حرارتی یا لنت های حرارتی ممکن است بین قطعات خاصی (مانند رابط بین ترانزیستورهای برق و غرق گرما بر روی PCBA) استفاده شود تا مقاومت حرارتی تماس به حداقل برسد و از انتقال حرارت کارآمد به ساختار اتلاف گرما اطمینان حاصل شود.
مسکن پلیمری: حتی اگر محفظه از پلاستیک مهندسی ساخته شده باشد ، مواد کامپوزیت بسیار مقاوم در برابر شعله PA یا PC/ABS با TG بالا (دمای انتقال شیشه) برای اطمینان از اینکه مسکن تحت عملیات طولانی مدت با دمای بالا تغییر شکل نمی دهد یا نرم نمی شود ، انتخاب می شوند. $ $ $ $ $ $ $
