1. Bronnen van warmteopwekking en het belang van warmteafvoer
Als een hoogbelast, intermitterend werkend apparaat, a auto elektrische luchtpomp (CEV) genereert tijdens bedrijf aanzienlijke warmte vanwege de kerncomponenten. De belangrijkste warmtebronnen zijn onder meer:
Motorwarmte: Wanneer er stroom door de motorwikkelingen vloeit, wordt door weerstand Joule-verwarming gegenereerd. Dit is de primaire warmtebron.
Zuigerwrijving: De snelle heen en weer gaande beweging tussen de zuiger en de cilinderwand in de cilinder genereert wrijvingswarmte.
Gascompressiewarmte: Volgens de principes van de thermodynamica stijgt de temperatuur van gas scherp wanneer het wordt gecomprimeerd. De samengeperste, hete lucht verwarmt de cilinder en de luchtleidingen.
Effectieve warmteafvoer is van cruciaal belang om stabiele prestaties te garanderen en de levensduur van de CEV te verlengen. Warmteaccumulatie kan leiden tot verminderde motorefficiëntie, veroudering van de spoelisolatie en zelfs tot uitschakeling door oververhitting, wat ernstige gevolgen heeft voor de gebruikerservaring en de betrouwbaarheid van het product.
2. Kernwarmteafvoertechnologie
De warmteafvoertechnologie voor CEV-luchtpompen is primair gericht op het efficiënt overbrengen van warmte van de interne componenten naar de externe omgeving.
1. Structurele optimalisatie
Metalen cilinder en cilinderkop: Cilinders en cilinderkoppen zijn gemaakt van zeer thermisch geleidende metalen materialen, zoals een aluminiumlegering of een koperlegering. Metalen hebben een veel hogere thermische geleidbaarheid dan technische kunststoffen, waardoor ze snel de warmte kunnen afvoeren die wordt gegenereerd door de zuiger en compressie.
Ontwerp met koellichaam: Vinnen zijn geïntegreerd op het buitenoppervlak van de cilinder of op de belangrijkste warmtegenererende delen van de motorbehuizing. Deze vinnen verbeteren de efficiëntie van de warmteconvectie aanzienlijk door het contactoppervlak met de buitenlucht te vergroten. Het aantal, de hoogte en de afstand van de vinnen zijn zorgvuldig ontworpen om een optimale afvoer van convectiewarmte te bereiken.
Tweecilinder-/meercilinderontwerp: Vergeleken met pompen met één cilinder verdelen pompen met twee cilinders het totale energieverbruik over twee cilinders, waardoor de onmiddellijke warmtebelasting op een enkele cilinder wordt verminderd. Bovendien vergemakkelijkt de ruimte tussen de twee cilinders de luchtstroom en verspreidt warmtebronnen.
2. Actief luchtkoelsysteem
Geïntegreerde koelventilator: De meeste elektrische luchtpompen uit het midden- tot hogere segment voor auto's bevatten een of meer snelle ventilatoren. Deze ventilatoren worden doorgaans in de buurt van de motor of cilinder geplaatst, waarbij ze met geweld koele lucht van buitenaf aanzuigen, over warmtegenererende componenten blazen en vervolgens de hete lucht afvoeren. Dit is de meest directe en effectieve koelmethode.
Luchtkanaal- en luchtstroomontwerp: Er zijn speciale luchtkanalen in het pomphuis ingebouwd. Ingenieurs gebruiken CFD-simulaties (Computational Fluid Dynamics) om het luchtstroompad van de ventilator te optimaliseren, waardoor een nauwkeurige stroom over de motorwikkelingen, lagers en cilinderwanden wordt gegarandeerd, waardoor dode zones met warmteverlies worden vermeden.
3. Slim thermisch beheer en bescherming
Naast puur fysieke warmteafvoer vertrouwen moderne elektrische luchtpompen voor auto's ook op intelligente elektronische technologie voor thermisch beheer.
Thermistor/temperatuursensor: PTC/NTC-thermistors of digitale temperatuursensoren worden op belangrijke locaties op de motorwikkelingen, PCBA of cilinder geïnstalleerd. Deze sensoren bewaken de interne temperatuur van de luchtpomp in realtime.
Bescherming tegen oververhitting: Wanneer de interne temperatuur een vooraf ingestelde drempel bereikt (bijvoorbeeld 105 °C of 120 °C), schakelt de intelligente controlechip (MCU) onmiddellijk de stroom naar de motor uit, waardoor een automatische uitschakeling wordt geactiveerd. Dit voorkomt schade door oververhitting en garandeert de veiligheid van de gebruiker en de duurzaamheid van het product.
PWM-pulsbreedtemodulatie: Bij sommige hoogwaardige luchtpompen met borstelloze motoren past de controller de PWM-werkcyclus van de motor dynamisch aan op basis van feedback van de temperatuursensor. Terwijl de basisefficiëntie van het oppompen behouden blijft, wordt het motorvermogen op passende wijze verminderd, waardoor snelle warmteaccumulatie wordt onderdrukt en de continue bedrijfstijd wordt verlengd.
IV. Materiaal- en interface-optimalisatie
Hoge hittebestendige isolatiematerialen: Het gebruik van tegen hoge temperaturen bestendige geëmailleerde draad en isolatiematerialen van klasse H of klasse F (maximale temperatuurbestendigheid van 180 °C of 155 °C) zorgt ervoor dat de motor geen isolatiebreuk of kortsluiting ondervindt in omgevingen met hoge temperaturen, waardoor de betrouwbaarheid van de luchtpomp wordt verbeterd.
Thermisch interfacemateriaal (TIM): Thermisch vet of thermische pads kunnen worden gebruikt tussen bepaalde componenten (zoals de interface tussen vermogenstransistors en koellichamen op een PCBA) om de thermische contactweerstand te minimaliseren en een efficiënte warmteoverdracht naar de warmtedissipatiestructuur te garanderen.
Polymeerbehuizing: Zelfs als de behuizing is gemaakt van technisch plastic, zijn zeer vlamvertragende PA- of PC/ABS-composietmaterialen met een hoge Tg (glasovergangstemperatuur) geselecteerd om ervoor te zorgen dat de behuizing niet vervormt of verzacht bij langdurig gebruik bij hoge temperaturen.
