การเปลี่ยนจากเครื่องยนต์สันดาปภายใน (ICE) เป็นระบบส่งกำลังไฟฟ้าแสดงถึงการออกแบบพื้นฐานของรถยนต์ใหม่ วิวัฒนาการนี้ขยายไปไกลกว่าระบบขับเคลื่อนไปจนถึงส่วนประกอบเสริม ซึ่งหนึ่งในนั้นคือเครื่องอัดอากาศสำหรับยานพาหนะ ส่วนประกอบนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อระบบควบคุมสภาพอากาศในห้องโดยสารและฟังก์ชันนิวแมติกอื่นๆ กระบวนทัศน์การดำเนินงานของรถยนต์ EV และ ICE จำเป็นต้องมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในการออกแบบ การทำงาน และบูรณาการของเครื่องอัดอากาศสำหรับยานพาหนะ

ความแตกต่างในการทำงานหลัก

โดยแก่นแท้แล้ว การทำงานของเครื่องอัดอากาศในยานพาหนะ—ในการบีบอัดสารทำความเย็นหรืออากาศ—ยังคงมีความสอดคล้องกัน อย่างไรก็ตาม บทบาทของมันภายในระบบที่กว้างขึ้นของรถยนต์นั้นแตกต่างกันอย่างมากตามประเภทของระบบส่งกำลัง

แหล่งพลังงานและกลไกการขับเคลื่อน

• เครื่องอัดอากาศรถยนต์ ICE:

  • ระบบขับเคลื่อนแบบกลไก: คอมเพรสเซอร์ถูกยึดเข้ากับเครื่องยนต์และขับเคลื่อนด้วยสายพานคดเคี้ยว การทำงานสัมพันธ์โดยตรงกับความเร็วของเครื่องยนต์

  • การพึ่งพาเครื่องยนต์: คลัตช์ของคอมเพรสเซอร์เข้าและออกตามความต้องการ แต่เมื่อทำงาน ความเร็วในการหมุนและการดึงกำลังของคลัตช์จะแปรผันตาม RPM ของเครื่องยนต์ สิ่งนี้สามารถนำไปสู่ความไร้ประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความเร็วรอบเดินเบาหรือต่ำ

• เครื่องอัดอากาศรถยนต์ EV:

  • ระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า: คอมเพรสเซอร์เป็นส่วนประกอบอิสระที่มีแรงดันไฟฟ้าสูง ซึ่งขับเคลื่อนโดยตรงจากแบตเตอรี่สำหรับยึดเกาะถนนของรถยนต์

  • ความเป็นอิสระของระบบ: ทำงานเป็นหน่วยเดี่ยวพร้อมมอเตอร์ไฟฟ้าในตัว ความเร็วของมันถูกควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ โดยไม่ขึ้นอยู่กับกลไกขับเคลื่อนใดๆ ทำให้สามารถปรับได้อย่างแม่นยำ

ผลกระทบต่อประสิทธิภาพและการใช้พลังงาน

• เครื่องอัดอากาศรถยนต์ ICE:

  • มีส่วนทำให้เครื่องยนต์เสีย เมื่อทำงาน จะทำให้เกิดภาระทางกลโดยตรงต่อเครื่องยนต์ ส่งผลให้สิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงมากขึ้น โหลดนี้จะแตกต่างกันไปตามความต้องการของคอมเพรสเซอร์และความเร็วรอบเครื่องยนต์

  • ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบลดลงเนื่องจากการสูญเสียการแปลงพลังงาน (สารเคมี -> ความร้อน -> เครื่องกล -> นิวแมติก/การทำความเย็น)

• เครื่องอัดอากาศรถยนต์ EV:

  • การใช้พลังงานจะดึงมาจากแบตเตอรี่โดยตรง ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อระยะการขับขี่ของรถ

  • ประสิทธิภาพจะสูงขึ้นในห่วงโซ่การแปลงพลังงาน (เคมี -> ไฟฟ้า -> เครื่องกล -> นิวแมติก/การทำความเย็น) นอกจากนี้ ความสามารถในการวิ่งด้วยความเร็วที่เหมาะสมโดยไม่คำนึงถึงความเร็วของรถยังช่วยลดพลังงานที่สูญเปล่าอีกด้วย

การออกแบบ บูรณาการ และระบบควบคุม

• เครื่องอัดอากาศรถยนต์ ICE:

  • บรรจุภัณฑ์: ออกแบบมาเพื่อทนต่ออุณหภูมิใต้ฝากระโปรงและแรงสั่นสะเทือนจากเครื่องยนต์ที่สูง ตำแหน่งถูกจำกัดโดยความจำเป็นในการกำหนดเส้นทางสายพาน

  • การควบคุม: โดยทั่วไปจะใช้ระบบคลัตช์แบบหมุนเพื่อรักษาอุณหภูมิห้องโดยสาร ซึ่งอาจนำไปสู่ความผันผวนของอุณหภูมิได้

• เครื่องอัดอากาศรถยนต์ EV:

  • บรรจุภัณฑ์: สามารถวางตำแหน่งได้อย่างยืดหยุ่นมากขึ้น โดยมักจะรวมเข้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังอื่นๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อน ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้มีสภาพแวดล้อมทางเสียงที่เงียบยิ่งขึ้น

  • การควบคุม: มีการควบคุมแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน คอมเพรสเซอร์หลายรุ่นเป็นคอมเพรสเซอร์แบบความเร็วแปรผันหรือแบบสโครลที่สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องที่ความเร็วที่แตกต่างกันเพื่อการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำยิ่งขึ้นและประสิทธิภาพที่สูงขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการกำหนดค่าปั๊มความร้อน

การจัดการระบายความร้อนและบทบาทเพิ่มเติม

• เครื่องอัดอากาศรถยนต์ ICE:

  • บทบาทหลักเกือบจะเฉพาะในเรื่องความสะดวกสบายในห้องโดยสาร (A/C) และในบางกรณีคือระบบกันสะเทือนแบบถุงลม

  • ความร้อนทิ้งจากเครื่องยนต์มักใช้ในการทำความร้อนในห้องโดยสาร

• เครื่องอัดอากาศรถยนต์ EV:

  • เป็นส่วนสำคัญของระบบการจัดการระบายความร้อนที่ใหญ่และซับซ้อนมากขึ้น

  • นอกเหนือจากความสะดวกสบายในห้องโดยสารแล้ว ปั๊มลมรถยนต์ในระบบปั๊มความร้อนยังเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการถ่ายเทความร้อนเพื่ออุ่นห้องโดยสารอย่างมีประสิทธิภาพ โดยประหยัดพลังงานแบตเตอรี่

  • ในการออกแบบบางอย่าง อาจมีส่วนช่วยระบายความร้อนให้กับชุดแบตเตอรี่ไฟฟ้าแรงสูง ทำให้เป็นส่วนสำคัญต่อทั้งประสิทธิภาพและอายุการใช้งานที่ยาวนาน

เสียง การสั่นสะเทือน และความกระด้าง (NVH)

• เครื่องอัดอากาศรถยนต์ ICE:

  • เสียงการทำงานของเครื่องมักถูกบดบังด้วยเสียงเครื่องยนต์และไอเสีย การยึดเกาะของคลัตช์สามารถทำให้เกิดการคลิกที่เห็นได้ชัดเจนและภาระของเครื่องยนต์เปลี่ยนแปลงไป

• เครื่องอัดอากาศรถยนต์ EV:

  • ในห้องโดยสารที่เงียบสงบของรถยนต์ EV จะได้ยินเสียงของเครื่องอัดอากาศในรถยนต์ชัดเจนยิ่งขึ้น ดังนั้นความพยายามด้านวิศวกรรมที่สำคัญจึงทุ่มเทเพื่อทำให้การทำงานเงียบที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ซึ่งมักจะนำไปสู่การใช้การออกแบบแบบเลื่อนที่เงียบกว่า

ที่ เครื่องอัดอากาศรถยนต์ ในรถยนต์ไฟฟ้าไม่ได้เป็นเพียงการปรับตัวของ ICE เท่านั้น; เป็นส่วนประกอบที่ได้รับการออกแบบใหม่ซึ่งสะท้อนถึงข้อกำหนดที่แตกต่างของระบบส่งกำลังไฟฟ้า การเปลี่ยนจากหน่วยที่ขับเคลื่อนด้วยกลไกและขึ้นอยู่กับเครื่องยนต์ไปเป็นโมดูลที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าและควบคุมอย่างอิสระ ส่งผลให้เกิดความแตกต่างพื้นฐานในด้านประสิทธิภาพ การบูรณาการ การควบคุม และบทบาทโดยรวมภายในสถาปัตยกรรมของยานพาหนะ การทำความเข้าใจความแตกต่างเหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการชื่นชมข้อพิจารณาทางวิศวกรรมที่อยู่เบื้องหลังการออกแบบรถยนต์ไฟฟ้าสมัยใหม่