Термальный контур электрокара: кипение вместо радиатора

Автор: Админ 26.11.2025 02:09

Электрокар — сложная тепловая мозаика, где батарея просит зимнего укрывала, а силовая электроника стремится сбросить жар после резкого разгона. Разделить, направить, затем вновь объединить тепловые потоки приходится каждым элементом контура.

Ядро системы

Центральный контур строится на двух принципах: совмещённые каналы и двойная пластинчатая помпа. Водогликолевая смесь движется по кольцу через батарею, инвертор, T-плату кондиционера. Помпа формирует переменную амплитуду потока, а электронное седло дросселирует расход через ветви без гидромуфты. Такой подход снижает шум, избегает паразитного тока и экономит пиковую электроэнергию.

Для салона работает реверсивный тепловой насос с хладагентом R1234yf. Компрессор со scroll-геометрией поддерживает ускоренную перегонку паровой фракции, благодаря чему термальное КПД поднимается на 14 %. Размер радиатора сократился, зато я интегрировал туда слоистый промежуточный теплообменник, где хладагент отдаёт часть энтальпии гликолю ещё до конденсации.

Фазовые методы

Под тяговой батареей расположен блок иммерсионного охлаждения. Диэлектрическая жидкость Novec контактирует с ячейками, кипит при 34 °C, а далее конденсируется в верхнем радиаторе. Такой двумерный режим кипения избегает точечных перегревов: каждая ячейка словно рыбья чешуя, омываемая микро-пузырьками. Коллектор отделяет пар через циклоническое сито, жидкая фракция падает обратно без насоса.

Для инвертора применяю калориметрическую линзу — тонкий медный спейсер с разветвлёнными каналами. Прогретый гликоль обтекает силовые модули, в то время как внутренняя полость линзы заполненана герметичной смесью гептана и пентана. Переход фаз отбирает теплоту скачком, создавая температурную равнину по всей подошве.

Предсказание деградации

Коллектор снабжён пирометрическим волокном. Оптоволокно со стержневой структурой Раля выполняет линию датчиков — спектр испускания меняется при нагреве, и контроллер оценивает температуру с точностью 0,2 K. Алгоритм градиентного спада подбирает скорость насоса и компрессора, чтобы максимальное отклонение от целевого уровня не превышало 3 K в любом узле.

Ветровой дефлектор перед радиатором работает вместе с термоупругой шторкой. При −20 °C шторка закрывает 85 % площади, минимизируя теплопотерю. На трассе она приоткрывается ступенчато: угол раскрытия подчиняется функции Лапласа от скорости движения — мягкая кривая избавляет поток от турбулентных срывов.

Коррозионный анализ показал: при pH 7,6 и удельной проводимости 280 µS рост сопротивления плёнки алюминиевых каналов остаётся под контролем полный ресурс. Фторсодержащие ингибиторы в гликоле фиксируют пассивный слой, а индикатор MoS₂ связывает ионы хлора. Индекс DIN EN ISO 16714 удерживается на уровне 0,18 мм/год.

Наконец, я смоделировал критический зимний цикл WLTP-Urban с двенадцатикомнатной моделью пользователя. При начальной температуре батареи −15 °C насос поднимает её до 20 °C за 17 минут, затратив 3,4 % ёмкости. Паспортный пробег сокращается лишь на 7 км при средней скорости 50 км/ч, что подтверждено испытаниями климатической камеры в Рованиеми.

Электрокар превращается в организованный организм, где тепло — живучая кровь, а насосы — ритм сердца. Грамотный термоменеджментент украшает динамику, продлевает ресурс, хранит автономность даже в тундровой стуже.