لرفع كفاءة السيارات الكهربائية.. هذه أحدث طرق التبريد
تاريخ النشر: 27th, October 2024 GMT
مقالات مشابهة 
reserve.newcities.gov.eg حجز شقق جنة مصر 2024 تحميل كراسة الشروط PDF لمعرفة أسعار وأماكن الوحدات
27 دقيقة مضت
31 دقيقة مضت
ساعة واحدة مضت
. رابط الاستعلام عن رواتب المتقاعدين وزارة المالية العراقية
ساعة واحدة مضت
ساعة واحدة مضت
ساعتين مضت
مع تزايد الاعتماد على السيارات الكهربائية، ظهرت الحاجة إلى أنظمة تبريد متقدمة تساعد في الحفاظ على درجة حرارة البطاريات في إطار النطاقات المناسبة، لا سيما في ظل التحميل العالي والشحن السريع.
وتُعدّ إدارة الحرارة الصحيحة للبطاريات في المركبات الكهربائية والمركبات الهجينة القابلة للشحن أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق الأداء الأمثل، حيث تؤثّر هذه الإدارة الحرارية مباشرةً في أداء البطارية، وعمرها الافتراضي، وسلامتها.
في هذا السياق، تأتي الأنابيب الحرارية بمثابة حل محوري، كونها تؤدي دورًا فعالًا في نقل الحرارة من المناطق الساخنة داخل البطارية إلى المناطق الباردة باستمرار، ودون الحاجة إلى طاقة ميكانيكية إضافية، مثل المراوح أو المضخات.
وفي هذا الإطار، أجرى الخبير في شركة كرايسلر للسيارات والأستاذ بجامعة لورانس التكنولوجية في ميشيغان بالولايات المتحدة الأميركية، الدكتور علاء الشرقاوي، دراسة تفصيلية -حصلت عليها منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن)- حول جدوى استعمال الأنابيب الحرارية في تحسين إدارة الحرارة لبطاريات الليثيوم-أيون.
توفير الطاقةيقول الدكتور علاء الشرقاوي، إن هذه التقنية ليست فعّالة فقط في توفير الطاقة، بل تسهم -أيضًا- في تقليل تفاوت درجات الحرارة بين خلايا البطارية، مما يعزز من كفاءة تبريد البطارية ويطيل عمرها.
وأضاف في تصريحات خاصة إلى منصة الطاقة، أن الأنابيب الحرارية تُستعمَل في العديد من التطبيقات المختلفة، بما في ذلك تبريد الإلكترونيات وأنظمة الطيران، والآن أصبحت تؤدي دورًا مهمًا في مجال تبريد بطاريات السيارات الكهربائية.
وأوضح أن الأنابيب الحرارية تعمل على تحسين توزيع الحرارة داخل البطارية وزيادة كفاءة التبريد، ويجعل البطارية أكثر أمانًا واستدامة، مما يسهم في تحسين أداء المركبات الكهربائية، ويزيد من مدى القيادة لكل شحنة في البطارية.
واستطرد قائلًا: “إن أنابيب الحرارة توفر إدارة حرارية فعالة عن طريق توزيع الحرارة بالتساوي عبر خلايا البطارية، ومنع تكون النقاط الساخنة التي يمكن أن تؤدي إلى تدهور أداء البطارية وتقليل عمرها”.
يتكون أنبوب الحرارة من أنبوب مجوّف محكم الإغلاق مصنوع من مادة موصلة عالية الحرارة مثل النحاس أو الألومنيوم، ويُملأ الأنبوب بكمية صغيرة من سائل التبريد مثل الماء أو الأمونيا أو غيرها من السوائل المناسبة.
وتُبطَّن الجدران الداخلية للأنبوب بمادة مسامية (فتيلة) تساعد في توزيع السائل داخله.
وتعتمد آلية عمل الأنابيب الحرارية على تغيير حالة سائل التشغيل بين حالتَي التبخر والتكثيف، مع استعمال الخاصية الشعرية لإعادة تدوير السائل داخل الأنبوب.
وأشار الدكتور علاء الشرقاوي إلى أن آلية عمل الأنابيب الحرارية في السيارات الكهربائية تحدث من خلال مرحلتين:
قسم المبخر (المناطق الساخنة في البطارية): في البطاريات، يتولد الكثير من الحرارة خلال الشحن والتفريغ، خاصة الشحن السريع، أو تحت الأحمال العالية.
ويُوضع قسم المبخر لأنبوب الحرارة بالقرب من هذه المناطق الساخنة في الخلايا البطارية، وعندما تُولَّد الحرارة، تُمتَصّ بسرعة بوساطة أنبوب الحرارة، ويتحول السائل داخله إلى بخار.
قسم المكثف (منطقة التبريد): يُوضع قسم المكثف لأنبوب الحرارة بعيدًا عن الخلايا، عادةً بالقرب من لوحة تبريد، أو جزء من نظام التبريد في المركبة.
وينقل الأنبوب الحرارة بعيدًا عن خلايا البطارية، ويطلقها في قسم المكثف الذي يُبرَّد بطرق خارجية، مثل الهواء أو السائل أو المواد ذات التغير الطوري.
ويوضّح الإنفوغرافيك التالي -الذي أعدّته منصة الطاقة المتخصصة- مخطط مبادئ تشغيل أنبوب حراري:
تتميز أنابيب الحرارة بكفاءتها العالية في استهلاك الطاقة، لأنها لا تتطلب أيّ طاقة إضافية لنقل الحرارة، بخلاف أنظمة التبريد النشطة التي تعتمد على مضخات أو مراوح، مما يجعلها حلًا فعالًا لتحسين كفاءة الطاقة في السيارات الكهربائية.
وتتّسم أنابيب الحرارة بقدرتها الفائقة على نقل كميات كبيرة من الحرارة، مقارنة بالمواد التقليدية، مثل النحاس أو الألومنيوم.
على سبيل المثال، أظهرت الدراسات أن أنابيب الحرارة يمكن أن تنقل حتى 72 واط لكل لوحة، مقارنة بـ6 واط فقط للمواد التقليدية، وتعمل هذه القدرة العالية في نقل الحرارة على تقليل الحاجة إلى مكونات التبريد النشطة مثل المراوح أو المضخات، مما يزيد من كفاءة النظام.
وسلّط الشرقاوي الضوء على أن إحدى أكبر التحديات في تبريد البطاريات تتمثل في التفاوت بدرجات الحرارة بين الخلايا الفردية، مما يؤثّر سلبًا بأدائها وعمرها الافتراضي.
وأوضح أن الأنابيب الحرارة توفر حلًا فعالًا لتوزيع الحرارة بالتساوي عبر خلايا البطارية، مما يقلل من الفروقات الحرارية.
وأظهرت الأبحاث أن أنابيب الحرارة يمكن أن تخفض الفروق الحرارية من 12°C إلى 2°C، مما يعزز من كفاءة النظام بالكامل.
ويوضّح الإنفوغرافيك التالي -الذي أعدّته منصة الطاقة المتخصصة- مخططًا يوضح تبريد دائرة بطارية السيارات الكهربائية:
قال الخبير في شركة كرايسلر للسيارات -خلال تصريحاته إلى منصة الطاقة-، إن أنابيب الحرارة تتميز بقدرتها على تسريع عملية التبريد.
وأظهرت الدراسات أن خفض درجة حرارة البطارية من 45°C إلى 40°C باستعمال أنظمة التبريد التقليدية يستغرق نحو 58 دقيقة، بينما يمكن لأنابيب الحرارة بقوة 60 واط تحقيق ذلك في 13.5 دقيقة فقط.
وأضاف الشرقاوي أن هذا التبريد السريع يقلّل من الإجهاد الحراري على خلايا البطارية، مما يطيل عمرها.
وإلى جانب كفاءتها في استهلاك الطاقة ونقل الحرارة، تساعد أنابيب الحرارة في تعزيز سلامة البطارية، من خلال الحفاظ على درجات حرارة متساوية ومنع ارتفاع الحرارة.
وتابع أن هذه الخاصية تقلّل من خطر حدوث الهروب الحراري (حالة خطيرة قد تؤدي إلى اشتعال البطارية أو انفجارها).
ويوضّح الإنفوغرافيك التالي -الذي أعدّته منصة الطاقة المتخصصة- مخططًا لتبريد لوحة بطارية السيارات الكهربائية:
وأوضح الدكتور الشرقاوي أن الأنابيب الحرارية تُعدّ الاختيار الأمثل لبطاريات السيارات الكهربائية، لعدّة أسباب، أبرزها:
عدم الاعتماد على مكونات ميكانيكية: تستهلك طاقة كبيرة مثل المضخات أو المراوح، مما يقلل من الطاقة الإجمالية المطلوبة للتبريد.
كفاءة التبريد: بفضل التوصيل الحراري العالي لأنابيب الحرارة، تُنقَل الحرارة بسرعة أكبر، مما يقلل من عبء أنظمة التبريد الثانوية، ويخفض زمن تشغيل الأنظمة النشطة.
فوائد التشغيل: من خلال تقليل الزمن المطلوب لتبريد البطارية، تعمل أنابيب الحرارة على تحسين كفاءة التشغيل، وتقليل استهلاك الطاقة.
يمكن أن يقلل دمج أنابيب الحرارة من استهلاك الطاقة للتبريد بنسبة 30-50%، مما يسهم مباشرةً في تحسين كفاءة الطاقة، وزيادة مدى القيادة للمركبات الكهربائية.
ويوضّح الإنفوغرافيك التالي -الذي أعدّته منصة الطاقة المتخصصة- مخططًا يوضّح لوحة تبريد بطارية السيارات الكهربائية:
موضوعات متعلقة..
اقرأ أيضًا..
إشترك في النشرة البريدية ليصلك أهم أخبار الطاقة.
Source link ذات صلة
المصدر: الميدان اليمني
كلمات دلالية: السیارات الکهربائیة استهلاک الطاقة ل الحرارة یمکن أن
إقرأ أيضاً:
تنفيذ خط أنابيب لتعزيز إمدادات الغاز في صُحار وعبري
مسقط- العمانية
أعلنت شركة الغاز المتكاملة عن موافقتها على تنفيذ مشروع رئيس جديد لخط أنابيب الغاز لتلبية الطلب الصناعي المتزايد في ميناء صُحار وولاية عبري.
ويتضمن المشروع إنشاء خط أنابيب بقطر 42 بوصة وطول 193 كيلومترًا يمتد من منطقة فهود بولاية عبري بمحافظة الظاهرة إلى ولاية صُحار بمحافظة شمال الباطنة، مع وصلة جانبية إضافية تخدم المنطقة الصناعية في ولاية عبري.
وسيعزّز هذا الخط الجديد من موثوقية وتوافر إمدادات الغاز الطبيعي في المناطق الاقتصادية الحيوية، ما يُمكن من تحقيق نمو صناعي مستدام في الحاضر والمستقبل.
ومنحت شركة الغاز المتكاملة الموافقة الكاملة على تنفيذ المشروع بصفتها الجهة الحصرية المسؤولة عن إصدار أوامر نقل الغاز في سلطنة عُمان، وأسندت مهمة التنفيذ إلى شركة أوكيو لشبكات الغاز المالكة والمشغّلة للبنية الأساسية لنقل الغاز بموجب اختصاصها.
وعقب عملية مناقصة تنافسية، أرست شركة أوكيو لشبكات الغاز عقدًا بقيمة 105 ملايين ريال عُماني لتنفيذ أعمال الهندسة والمشتريات والإنشاء على شركة "بتروجيت وشركاؤها"، كما تم إسناد عقد توريد الأنابيب إلى شركة "جيندال ساو ليمتد" ومن المتوقع الانتهاء من المشروع خلال 24 شهرًا.
وسيُسهم المشروع في زيادة طول شبكة الغاز الوطنية بنسبة 4.5 بالمائة، ويمثل ما يقارب 9.5 بالمائة من القيمة الأساسية للأصول الخاضعة للتنظيم، ما يعكس أهميته ضمن البنية الأساسية للطاقة في سلطنة عُمان.
وقال عبد الرحمن بن حميد اليحيائي الرئيس التنفيذي لشركة الغاز المتكاملة إن هذا المشروع الاستراتيجي يمثل محطة بارزة ضمن رؤية الشركة طويلة الأمد لتطوير شبكة وطنية للغاز تتميز بالكفاءة والمرونة والاستعداد لتلبية متطلبات المستقبل، موضحًا أن المشروع يعزّز قدرة سلطنة عُمان على تلبية احتياجاتها المتنامية من الطاقة الصناعية، ويُسهم في ترسيخ مكانتها كمركز إقليمي للطاقة.
وأضاف في تصريح لوكالة الأنباء العُمانية أن هذا المشروع يُجسّد دور شركة الغاز المتكاملة في بناء منظومة طاقة موثوقة تدعم الطموحات الصناعية والاقتصادية لسلطنة عُمان مما يعزز الاستثمار والمحتوى المحلي وفرص العمل والتحول إلى الطاقة النظيفة.
ووضح أن مشروع خط أنابيب الغاز سيغذّي ميناء صُحار الصناعي بنحو 13 مليون متر مكعب من الغاز يوميًّا لتلبية احتياجات المشروعات الصناعية المتوقع إقامتها خلال المرحلة القادمة، فيما سيغذي خط مدينة عبري الصناعية جزءًا من هذه الكميات لتغطية المشروعات التي ستقام بالمدينة الصناعية.
حسام موافي: شرب الحشيش لا يحتاج لمصحة.. والترامادول يستوجب الدخول الفوري