انتقال از موتور احتراق داخلی (ICE) به پیشرانه الکتریکی نشان دهنده طراحی مجدد اساسی خودرو است. این تکامل فراتر از پیشرانه به اجزای جانبی گسترش می یابد که یکی از آنها کمپرسور هوای خودرو است. این قطعه برای کنترل آب و هوای کابین و سایر عملکردهای پنوماتیکی حیاتی است. پارادایم های عملیاتی خودروهای برقی و ICE نیاز به تفاوت های قابل توجهی در طراحی، عملکرد و یکپارچه سازی کمپرسور هوای خودرو دارد.

واگرایی عملکردی اصلی

در هسته خود، عملکرد کمپرسور هوای خودرو - برای فشرده کردن مبرد یا هوا - ثابت می ماند. با این حال، نقش آن در سیستم های گسترده تر خودرو بر اساس نوع پیشرانه به طور قابل توجهی متفاوت است.

منبع نیرو و مکانیزم محرک

• کمپرسور هوای خودرو ICE:

  • درایو مکانیکی: کمپرسور از نظر فیزیکی به موتور متصل شده و توسط یک تسمه مارپیچ به حرکت در می‌آید. عملکرد آن مستقیماً با سرعت موتور همراه است.

  • وابستگی موتور: کلاچ کمپرسور در صورت نیاز درگیر و جدا می‌شود، اما وقتی فعال است، سرعت چرخش و مصرف توان آن با RPM موتور متناسب است. این می تواند منجر به ناکارآمدی شود، به خصوص در سرعت های آرام یا کم.

• کمپرسور هوای خودروهای برقی:

  • درایو الکتریکی: کمپرسور یک قطعه مستقل و ولتاژ بالا است که مستقیماً توسط باتری کششی خودرو تغذیه می‌شود.

  • استقلال سیستم: به عنوان یک واحد مستقل با موتور الکتریکی خود عمل می‌کند. سرعت آن به صورت الکترونیکی و مستقل از هر درایو مکانیکی کنترل می شود و امکان مدولاسیون دقیق را فراهم می کند.

تاثیر بر راندمان و مصرف انرژی

• کمپرسور هوای خودرو ICE:

  • به از دست دادن موتور انگلی کمک می کند. هنگامی که درگیر می شود، بار مکانیکی مستقیم روی موتور وارد می کند و مصرف سوخت را افزایش می دهد. این بار با تقاضای کمپرسور و سرعت موتور متفاوت است.

  • راندمان کلی سیستم به دلیل تلفات تبدیل انرژی (شیمیایی -> حرارتی -> مکانیکی -> پنوماتیکی/خنک کننده) کمتر است.

• کمپرسور هوای خودروهای برقی:

  • مصرف انرژی آن مستقیماً از باتری گرفته می شود که مستقیماً بر محدوده رانندگی خودرو تأثیر می گذارد.

  • راندمان در زنجیره تبدیل انرژی (شیمیایی -> الکتریکی -> مکانیکی -> پنوماتیکی / خنک کننده) بالاتر است. علاوه بر این، توانایی آن برای دویدن با سرعت های بهینه بدون توجه به سرعت خودرو، انرژی هدر رفته را کاهش می دهد.

طراحی، یکپارچه سازی و سیستم های کنترل

• کمپرسور هوای خودرو ICE:

  • بسته‌بندی: برای مقاومت در برابر دماهای بالای زیر کاپوت و ارتعاشات موتور طراحی شده است. مکان آن به دلیل نیاز به مسیریابی کمربند محدود شده است.

  • کنترل: معمولاً از یک سیستم کلاچ چرخشی برای حفظ دمای کابین استفاده می‌کند که می‌تواند منجر به نوسانات دما شود.

• کمپرسور هوای خودروهای برقی:

  • بسته‌بندی: را می‌توان با انعطاف‌پذیری بیشتری قرار داد، که اغلب با سایر لوازم الکترونیکی قدرت برای خنک‌سازی بهینه‌تر ادغام می‌شود. این برای یک محیط صوتی ساکت تر طراحی شده است.

  • کنترل: دارای کنترل الکترونیکی پیچیده است. بسیاری از آنها کمپرسورهایی با سرعت متغیر یا از نوع اسکرول هستند که می توانند به طور مداوم با سرعت های مختلف کار کنند تا کنترل دما دقیق تر و راندمان بالاتری داشته باشند، به خصوص در پیکربندی های پمپ حرارتی.

مدیریت حرارتی و نقش های اضافی

• کمپرسور هوای خودرو ICE:

  • نقش اصلی آن تقریباً منحصراً برای راحتی کابین (A/C) و در برخی موارد تعلیق بادی است.

  • گرمای اتلاف موتور اغلب برای گرمایش کابین استفاده می شود.

• کمپرسور هوای خودروهای برقی:

  • این بخش مهمی از یک سیستم مدیریت حرارتی بزرگتر و پیچیده تر است.

  • فراتر از راحتی کابین، کمپرسور هوای خودرو در یک سیستم پمپ حرارتی برای انتقال گرما برای گرم کردن کارآمد کابین و حفظ انرژی باتری ضروری است.

  • در برخی از طرح‌ها، ممکن است به خنک‌کردن بسته باتری ولتاژ بالا کمک کند و آن را هم برای عملکرد و هم طول عمر یکپارچه می‌کند.

نویز، لرزش و سختی (NVH)

• کمپرسور هوای خودرو ICE:

  • صدای عملکرد آن اغلب با صدای موتور و اگزوز پوشانده می شود. درگیر شدن کلاچ می تواند یک کلیک قابل توجه و تغییر در بار موتور ایجاد کند.

• کمپرسور هوای خودروهای برقی:

  • در کابین آرام خودروهای برقی، صدای کمپرسور هوای خودرو بیشتر قابل درک است. بنابراین، تلاش مهندسی قابل توجهی به انجام عملیات آن تا حد امکان بی‌صدا می‌شود که اغلب منجر به استفاده از طرح‌های بی‌صدا از نوع طومار می‌شود.

را کمپرسور هوای خودرو در یک وسیله نقلیه الکتریکی صرفاً اقتباسی از همتای ICE آن نیست. این یک جزء مهندسی مجدد است که نیازهای متمایز یک پیشرانه الکتریکی را منعکس می کند. تغییر از یک واحد مکانیکی و وابسته به موتور به یک ماژول الکتریکی که به طور مستقل کنترل می شود منجر به تفاوت های اساسی در کارایی، یکپارچگی، کنترل و نقش کلی در معماری خودرو می شود. درک این تمایزات برای درک ملاحظات مهندسی پشت طراحی خودروهای الکتریکی مدرن بسیار مهم است.