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:
عضو الشعبة: إنتاج السيارات الكهربائية خطوة للتصدير وفرصة لحل أزمة الجمارك|صور
في إطار استراتيجية مصر لتوطين صناعة السيارات الكهربائية، وقّعت الحكومة المصرية اتفاقية لإنشاء مصنع لإنتاج السيارات الكهربائية في مصر، بهدف تحويل البلاد إلى مركز صناعي إقليمي في هذا القطاع الواعد.
ويأتي هذا الاتفاق ضمن جهود الحكومة لدعم وتعزيز القطاع الخاص، حيث قامت الهيئة العامة للتنمية الصناعية بتخصيص الأرض اللازمة لهذا المشروع، فيما تعمل الحكومة المصرية على تقديم كل التسهيلات المطلوبة لدخول المصنع مرحلة الإنتاج سريعًا.
وبحسب وزارة الصناعة، من المقرر أن يبدأ المصنع إنتاجه بنهاية عام 2025 بمعدل إنتاج أولي يبلغ 20 ألف سيارة سنويًا، ليصل إلى 50 ألف سيارة بحلول العام الخامس.
تجميع السيارات الكهربائية ممكن من خلال مكون محلي بنسبة من 48-58%
علق «منتصر زيتون» عضو شعبة السيارات على هذه الأنباء لموقع «صدى البلد» قائلًا:
"إنها خطوة كبيرة نحو توطين صناعة السيارات الكهربائية، حيث سيتم البدء بتجميع المركبات مع مكون محلي بنسبة 48% وصولاً إلى 58%، مما يجعلنا قادرين على القول بأننا نصنع ونفتح الباب للتصدير. ومن شأن هذا التوجه توفير مردود مالي كبير من العملة الصعبة وتخفيف العبء الاستيرادي على قطاع السيارات، خاصةً أن موقع مصر الاستراتيجي يشجع الدول القريبة على الاستيراد منها لتوفير الوقت وتكاليف الشحن مع تقليل المخاطر."
دعم البنية التحتية خطوة أساسية لتصنيع السيارات الكهربائية في مصر
وتابع زيتون: "أصبحت تجهيزات البنية الأساسية أمرًا ضروريًا يتطلب دعم القطاع الخاص وتقديم حوافز من الدولة، مثل تخفيض تكلفة الكهرباء للمستثمرين، ليصبح الاستثمار في هذا المجال ذا جدوى ويشجع الشركات على الدخول في هذا القطاع."
“يجب إعفاء المكونات المستوردة من الجمارك”
"لكي تكون صناعة السيارات الكهربائية المحلية قادرة على المنافسة مع المستورد، يجب إعفاء المكونات المستوردة من الجمارك والضرائب، خاصة أن السيارات الكهربائية المستوردة معفاة تماماً من الجمارك. فمن غير المنطقي فرض رسوم على المكونات المحلية المستوردة، مما قد يجعل المستورد أقل سعراً وبالتالي تكون المنافسة صعبة."
“كل سيارة كهربائية يتم إنتاجها ستساهم في تقليل التلوث البيئي”
كما أكد زيتون على الأثر البيئي الهام للسيارات الكهربائية قائلاً:
"كل سيارة كهربائية يتم إنتاجها ستساهم في تقليل التلوث البيئي الناجم عن الانبعاثات الكربونية، وستخلق بيئة نظيفة. ومن المتوقع أن يؤدي المصنع إلى نشر ثقافة السيارات الكهربائية في مصر، مما يمنح المستهلكين الثقة بوجود ضمانات حقيقية وتوفر قطع غيار وصيانة للبطاريات، التي تمثل أكثر من 60% من قيمة السيارة الكهربائية."
البنية التحتية اللازمة وتحديات القطاع
ومن الجدير بالذكر أن مصر قطعت خطوات في بناء بنية تحتية داعمة للسيارات الكهربائية عبر مبادرة "جو جرين" منذ عام 2021، إلا أن التوسع في نقاط الشحن وتوفير عدد كافٍ منها على مستوى الجمهورية يتطلب جهوداً أكبر، إذ لم تتجاوز عدد النقاط حتى الآن 1200 نقطة شحن فقط.
وتواجه الصناعة المحلية أيضًا تحدي فرض الجمارك على قطع الغيار، ما يعوق تحقيق أسعار تنافسية.
مستقبل صناعة السيارات الكهربائية في مصر
مع استمرار الجهود لتوطين صناعة السيارات الكهربائية وتطوير البنية التحتية اللازمة، تتجه مصر نحو تحقيق رؤية شاملة لهذه الصناعة.
وتعمل الحكومة على تقديم الحوافز اللازمة لجذب الاستثمارات العالمية والمحلية، وتعزيز موقع مصر كمركز صناعي إقليمي لتصنيع وتصدير السيارات الكهربائية إلى الأسواق العربية والإفريقية، ما يُعد خطوة هامة نحو تحقيق الاستدامة الاقتصادية ودعم تحول مصر إلى مركز إقليمي للصناعات الخضراء.
حزب الله يواصل عملياته الصاروخية في عمق الكيان الصهيوني الغاصب