مع ارتفاع درجة الحرارة في العالم وزيادة حدوث الظروف الجوية المتطرفة، تواجه المركبات الكهربائية العديد من التحديات في الظروف ذات الحرارة المرتفعة. الحرارة الشديدة لا تؤثر فقط على أداء البطارية وعمرها، بل يمكن أن تتسبب أيضًا في حوادث سخونة مفرطة للبطارية، مما يشكل خطرًا كبيرًا على السلامة. علاوة على ذلك، يمكن أن تتسبب الحرارة في تدمير المكونات الإلكترونية والمواد في المركبة، مما يزيد من الطلب على الطاقة لأنظمة التكييف، وفي النهاية يقلل من مدى تشغيل المركبة، مما يؤثر على أدائها العام وراحة ركابها.

تحديات الحرارة الشديدة للمركبات الكهربائية

تكشف إحدى الدراسات أن المركبات الكهربائية قد تفقد ما يصل إلى 30٪[1] من مدى القيادة الكلي في ظل درجات الحرارة الشديدة. تؤدي الحرارة الشديدة إلى ظهور تشققات دقيقة، وزيادة في أوقات الشحن، وانخفاض في مدى المركبات الكهربائية. فيما يلي بعض التحديات المحتملة التي قد تواجهها المركبات الكهربائية في الطقس شديد الحرارة:

تأثيرات على أداء البطارية

تُعد بطارية الدفع هي قلب المركبات الكهربائية، ويعتمد أداء المركبة وكفاءتها العامة بشكل كبير على أداء هذه البطارية. لكن التحدي الأكبر يتمثل في درجات الحرارة المرتفعة. تُسرّع الحرارة الشديدة من التفاعلات الكيميائية داخل البطارية، مما يؤدي إلى تحلل الخلايا بشكل أسرع من المعتاد. بالإضافة إلى ذلك، تسرّع درجات الحرارة المرتفعة من تحلل الإلكتروليت وشيخوخة المواد الداخلية للبطارية، مما يؤدي إلى زيادة المقاومة الداخلية ورفع خطر حدوث الهروب الحراري، وهو ما قد يتسبب في اشتعال البطارية أو انفجارها.

هذا يعني أنه مع ارتفاع درجات الحرارة إلى 95 درجة فهرنهايت (35 درجة مئوية) أو أكثر، تبدأ البطاريات في السخونة الزائدة، مما يؤدي إلى انخفاض الكفاءة، وزيادة معدل التفريغ، وقصر عمر البطارية، وفي النهاية تقليل مدى المركبة وإجمالي المسافة التي يمكن قطعها.

مشكلات إدارة الحرارة

تعتمد المركبات الكهربائية بشكل كبير على أنظمة إدارة الحرارة الحديثة (TMS) للحفاظ على جميع الأجزاء في درجات حرارة مثالية ومنع ارتفاع درجة الحرارة. تشكل درجات الحرارة المرتفعة تحديات كبيرة لأنظمة التبريد، حيث تؤدي إلى ارتفاع حرارة المكونات الأساسية في المركبة الكهربائية مثل المحركات الكهربائية والإلكترونيات الخاصة بالطاقة وحزم البطاريات.

وفي نهاية المطاف، يؤدي احتباس الحرارة هذا إلى تراجع الأداء، وزيادة استهلاك الطاقة، وظهور مشكلات تتعلق بالسلامة داخل المركبة. على سبيل المثال، إذا فشل نظام التبريد في الحفاظ على برودة حزمة البطارية، فقد يؤدي ذلك إلى حدوث هروب حراري، مما قد يتسبب في حرائق أو انفجارات. لذلك، فإن المركبات الكهربائية التي تعاني من مشكلات في إدارة الحرارة تشكل مخاطر كبيرة على سلامة الركاب.

راحة الركاب

بالإضافة إلى مشكلات نظام تبريد بطارية المركبة الكهربائية، يمكن أن تؤثر الحرارة الشديدة بشكل كبير على تجربة الركاب داخل المركبة. تفشل أنظمة التبريد الأقل كفاءة في ضبط درجات الحرارة بشكل مناسب، مما يؤدي إلى تجربة ركوب غير مريحة.

أجهزة التكييف التي لا تستطيع الصمود في الرحلات الطويلة تؤثر سلبًا على الأداء العام للمركبة. بالنسبة للمركبات الكهربائية، فإن الأمر أكثر تعقيدًا، نظرًا لأن أنظمة التبريد مرتبطة مباشرة بإدارة الطاقة.

بعد التعرض المطول لأشعة الشمس، قد يصبح الهواء داخل المركبة ملوثًا، وقد يؤدي نقص التهوية وتداول الهواء النقي إلى زيادة شعور الركاب بعدم الراحة، خاصةً أولئك الذين يعانون من حالات تنفسية مزمنة. قد تتسبب درجات الحرارة المرتفعة في سخونة المقاعد والمفروشات، مما يجعلها غير مريحة للركاب، خاصةً المواد التي لا تتمتع بخصائص جيدة لتوزيع الحرارة.

هذا يعني أن إدارة راحة الركاب تشكل تحديًا كبيرًا أيضًا للمركبات الكهربائية أثناء الحرارة الشديدة.

تكنولوجيا YEA من Yutong: ثورة في أداء المركبات الكهربائية في درجات الحرارة الشديدة

تُعتبر تقنية YEA من Yutong تمثيلًا للمنصة الكهربائية المتكاملة الرائدة في قطاع المركبات التجارية، حيث تجمع بين الخبرة في الأجهزة والبرمجيات. تتميز هذه المنصة المبتكرة بجيل جديد من البطاريات فائقة الأمان، وتقنيات تجديد الطاقة المتطورة، ووحدات تحكم طاقة SiC متعددة الوظائف، والمزيد. تم تصميم هذه الميزات خصيصًا للتعامل مع تحديات الحرارة الشديدة والتفوق عليها، مما يضمن أداءً قويًا وموثوقًا تحت أقسى الظروف.

تم تصميم YEA لتعزيز أداء المركبات الكهربائية وسلامتها وراحتها من خلال بعض التقدمات الرئيسية، بما في ذلك:

1. السلامة المضمونة (بفضل الجيل الجديد من البطاريات فائقة الأمان والطاقة العالية)

يحقق هيكل العزل المقاوم للحريق على شكل ساندويتش الوقاية من الحرائق خارج حزمة البطارية عند درجة حرارة 1300 درجة مئوية لمدة ساعتين.

يتم استخدام نظام الحماية الرائد بالنيتروجين في الصناعة لعزل الأوكسجين والقضاء على خطر الحريق والانفجار في حالة حدوث هروب حراري.

يُقضي نظام التبريد السائل المتقدم عالي الكفاءة على الحاجة لمكونات التدفئة عالية الجهد. يُبقي النظام البطارية بعيدًا عن جهاز الاشتعال ويقلل من مخاطر السلامة الناتجة عن فشل مكونات التدفئة.

يعمل نظام مراقبة البطارية على مدار 24 ساعة وفي جميع الأحوال الجوية بشكل مستمر، مما يقضي على خطر الهروب الحراري.

2. تقليل استهلاك الطاقة

يحقق جهاز التحكم في مجال الطاقة الأكثر تكاملًا في الصناعة كفاءة طاقة تصل إلى 99.5%، ويقلل من وزن النظام بنسبة 50%، ويخفض استهلاك الطاقة للمركبة بالكامل بنسبة 5%.

الجيل الجديد من المحور الكهربائي المتكامل عالي الكفاءة والخفيف الوزن يجمع بين المحرك والمحور لتحقيق تحسين في تكامل النظام وكفاءة النقل. تم تقليص وزن النظام بنسبة 49%، مما يتيح زيادة في سعة الركاب، ويقلل من استهلاك الطاقة الشامل بنسبة 15%.

3. تشغيل فعال

يمكن لضخ حرارة Yutong اختيار وضع العمل الأمثل بشكل ذكي استنادًا إلى حالة التحكم في درجة الحرارة لنظام المحرك والبطارية، مما يضمن تأثير التحكم في درجة الحرارة للنظام الكهربائي والمركبة بالكامل في مختلف البيئات القاسية. حتى في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة، يمكنها ضمان تشغيل آمن ومستقر للمركبة مع تحقيق أقصى قدر من توفير الطاقة.

تعتمد Yutong على تقنية تجديد الطاقة الفعالة ونظام شحن مزدوج مستقل بقدرة 600 أمبير مع تقنية التبريد السائل. يمكن توصيل وفصل مقابس الشحن في أي وقت. يمكنه تحقيق الشحن فائق السرعة بقدرة ميغاوات، وشحن كامل خلال ساعة واحدة، مما يزيد من كفاءة التشغيل إلى أقصى حد.

يدعم كابينة Yutong الذكية التحكم الصوتي الذكي، والتفاعل بين السيارة والسحابة، والخدمات عبر الإنترنت، والخدمات المستندة إلى السيناريوهات، وغيرها من الوظائف، مما يوفر للسائقين والركاب تجربة تشغيل على مستوى السيارات.

نظام إدارة المركبات المتصل الذكي "Vehicle+ ITS" من Yutong يحقق الإدارة الذكية لكامل دورة حياة المركبات. استنادًا إلى الثلاثة سيناريوهات الأساسية وهي الانطلاق، القيادة، والجمع، يجعل النظام العمليات العامة أكثر أمانًا وذكاءً وكفاءة في استخدام الطاقة من خلال وظائف أساسية مثل الفحص الذكي، وحجز التكييف عن بُعد، والصيانة التنبؤية، والشحن في أوقات الذروة والهبوط، والصيانة الذكية.

خاتمة

تتميز تقنية YEA من Yutong بمجموعة من النقاط القوة، حيث تقدم حلولًا مبتكرة للتحديات المعقدة في قطاع المركبات الكهربائية والطاقة المتجددة. تتسم هذه التقنية بالريادة في كفاءة إدارة الحرارة وتبتكر نهجًا متكاملًا لأنظمة الدفع الكهربائي. تعزز هذه التقنية قدرات المركبة وأمانها، وتقلل من استهلاك الطاقة، وتطيل عمر البطاريات، كل ذلك مع ضمان تجربة قيادة أكثر سلاسة وموثوقية للركاب.

تطمح Yutong إلى أن تكون في طليعة تطوير صناعة المركبات الكهربائية والطاقة المتجددة نحو مستقبل يتميز بالكفاءة والسلامة والصداقة البيئية. مدفوعة بشغفها بالابتكار، تلتزم Yutong بتجاوز توقعات العملاء وصناعة حلول تنقل مستدامة. نظراً لأن Yutong تتطلع إلى المستقبل، فهي على استعداد لمتابعة الطموح المشترك في تحقيق وسائل نقل أكثر صداقة للبيئة.

مرجع:

[1]https://spectrumlocalnews.com/nc/charlotte/news/2024/06/21/report-examines-how-extreme-heat-impacts-electric-vehicles-