1. Surse de generare a căldurii și importanța disipației de căldură
Ca dispozitiv de funcționare cu sarcină mare, intermitent, a Pompa de aer electrică auto (CEV) generează căldură semnificativă în timpul funcționării datorită componentelor sale de bază. Principalele surse de căldură includ:
Căldura motorului: Când curentul curge prin înfășurarea motorului, încălzirea Joule este generată din cauza rezistenței. Aceasta este sursa de căldură primară.
Fricarea pistonului: mișcarea reciprocă de mare viteză între piston și peretele cilindrului din cilindru generează căldură de frecare.
Căldura de compresie a gazului: conform principiilor termodinamicii, temperatura gazului crește brusc atunci când este comprimată. Aerul cald comprimat încălzește cilindrul și conductele de aer.
Disiparea eficientă a căldurii este esențială pentru asigurarea performanței stabile și prelungirea vieții CEV. Acumularea de căldură poate duce la reducerea eficienței motorii, îmbătrânirea izolației bobinei și chiar declanșarea opririi de supraîncălzire, afectarea severă a experienței utilizatorului și a fiabilității produsului.
2. Tehnologia de disipare a căldurii de bază
Tehnologia de disipare a căldurii pentru pompele de aer CEV se concentrează în principal pe transferul eficient căldurii de la componentele interne în mediul extern.
1.. Optimizare structurală
Cilindrul metalic și capul cilindrului: cilindrii și capetele cilindrilor sunt construite din materiale metalice extrem de conductoare termic, cum ar fi aliaj de aluminiu sau aliaj de cupru. Metalele au o conductivitate termică mult mai mare decât materialele plastice de inginerie, permițându -le să disipeze rapid căldura generată de piston și compresie.
Proiectarea chiuvetei de căldură: aripioarele sunt integrate pe suprafața exterioară a cilindrului sau a zonelor cheie generatoare de căldură a corpului motorului. Aceste aripioare îmbunătățesc semnificativ eficiența convecției de căldură prin creșterea zonei de contact cu aerul exterior. Numărul, înălțimea și distanțarea aripioarelor sunt concepute cu atenție pentru a obține o disipare optimă a căldurii de convecție.
Proiectare twin/multi-cilindru: în comparație cu pompele cu un singur cilindru, pompele cu două cilindri distribuie consumul total de energie pe doi cilindri, reducând sarcina de căldură instantanee pe un singur cilindru. Mai mult, spațiul dintre cei doi cilindri facilitează fluxul de aer și dispersează sursele de căldură.
2. Sistem activ de răcire a aerului
Ventilator de răcire integrat: Majoritatea pompelor de aer electrice la nivel mediu la nivel ridicat pentru mașini încorporează unul sau mai mulți fani de mare viteză. Aceste ventilatoare sunt de obicei așezate în apropierea motorului sau a cilindrului, desenând forțat în aer rece din exterior, suflându-l peste componente generatoare de căldură și apoi epuizând aerul cald. Aceasta este cea mai directă și eficientă metodă de răcire.
Design de conducte de aer și flux de aer: conducte de aer dedicate sunt încorporate în carcasa pompei. Inginerii folosesc simulări CFD (dinamica fluidelor de calcul) pentru a optimiza calea fluxului de aer al ventilatorului, asigurând un flux precis pe înfășurările motorului, rulmenții și pereții cilindrilor, evitând zonele moarte de pierdere de căldură.
3. Managementul și protecția termică inteligentă
Pe lângă disiparea pur fizică a căldurii, pompele de aer electrice moderne pentru mașini se bazează și pe tehnologia electronică inteligentă pentru gestionarea termică.
Termistor/Senzor de temperatură: termistorii PTC/NTC sau senzori digitali de temperatură sunt instalați în locații cheie de pe înfășurările motorului, PCBA sau cilindru. Acești senzori monitorizează temperatura internă a pompei de aer în timp real.
Protecție la supraîncălzire: Când temperatura internă atinge un prag prestabilit (de exemplu, 105 ° C sau 120 ° C), cipul de control inteligent (MCU) taie imediat puterea la motor, declanșând o oprire automată. Acest lucru împiedică deteriorarea supraîncălzirii și asigură siguranța utilizatorilor și durabilitatea produsului.
Modularea lățimii pulsului PWM: În unele pompe de aer cu motor fără perie de înaltă performanță, regulatorul ajustează dinamic ciclul de serviciu PWM al motorului pe baza feedback-ului senzorului de temperatură. În timp ce menține eficiența de bază a inflației, reduce în mod corespunzător puterea motorie, suprimând astfel acumularea rapidă de căldură și prelungirea timpului continuu de funcționare.
Iv. Optimizarea materialelor și interfeței
Materiale de izolare rezistente la căldură ridicată: Utilizarea sârmei emailate la temperatură ridicată și a materialelor de izolație din clasa H sau clasa F (rezistență maximă la temperatură de 180 ° C sau 155 ° C) asigură că motorul nu se confruntă cu o defalcare a izolației sau circuitele scurte în medii la temperaturi ridicate, îmbunătățind astfel fiabilitatea pompei de aer.
Materialul de interfață termică (TIM): Se pot utiliza grăsimi termice sau plăcuțe termice între anumite componente (cum ar fi interfața dintre tranzistoarele de putere și chiuvetele de căldură de pe un PCBA) pentru a minimiza rezistența termică a contactului și pentru a asigura transferul eficient de căldură la structura de disipare a căldurii.
Carcasa polimerică: chiar dacă carcasa este fabricată din plastic inginerie, sunt selectate PA sau PC/ABS compozit cu un TG ridicat (temperatura de tranziție a sticlei) pentru a se asigura că carcasa nu se deformează sau se înmoaie sub o operație prelungită de temperatură ridicată.
