Analýza riešení vykurovania elektrických vozidiel
Vysokonapäťový ohrev vzduchu
Implementačný plán
Obrázok 7 zobrazuje štruktúru systému vysokonapäťového systému ohrevu vzduchu. Odstráňte pôvodné vstupné a výstupné potrubie vozidla a jadro ohrievača, nahraďte jadro ohrievača vzduchovým ohrievačom PTC rovnakej veľkosti a spôsobu inštalácie ako pôvodné jadro ohrievača vozidla, potom zmeňte príslušné riadiace obvody a izolujte mieru jadra PTC.
Výhody
1) Nevyžadujú sa žiadne zmeny v štruktúre HVAC.
2) Na rozdiel od nízkonapäťových ohrievačov vzduchu, ktoré sú obmedzené mnohými faktormi, ako je kapacita výkonu, vysokonapäťové ohrievače vzduchu môžu poskytnúť veľmi silný výkon a vysokoúčinné vykurovanie.
3) Pri priamom ohrievaní vzduchu teplota v miestnosti rýchlo stúpa.
Nevýhody
1) Aby systém klimatizácie a kúrenia spĺňal predpisy pre rozmrazovanie a odhmlievanie a požiadavky na vykurovanie, vykurovací výkon PTC musí byť aspoň 3000 W alebo vyšší. Táto sila je v porovnaní s celkovou kapacitou batérie veľmi veľká spotreba, čo vážne ovplyvňuje dojazd čisto elektrických vozidiel.
2) PTC s vykurovacím výkonom vyšším ako 3 000 W sú usporiadané v HVAC, čo môže spôsobiť bezpečnostné riziká. Rozsah pracovného napätia vysokonapäťového ohrevu vzduchu PTC je vo všeobecnosti 250 ~ 450 V (DC) a je potrebné prijať opatrenia na izoláciu vysokého napätia. EN60335 vyžaduje, aby úroveň izolácie vysokonapäťových výrobkov bola väčšia alebo rovná 2 000 V. Pri navrhovaní výrobkov je potrebné zvážiť bezpečnostné opatrenia viacvrstvovej izolácie (obrázok 8), ktorá výrazne zvyšuje náklady na samotný produkt a sťažuje aplikáciu produktu.
3) Vysokonapäťový ohrievač vzduchu je umiestnený v HVAC. Pre vysokonapäťový ohrievač vzduchu sú potrebné izolačné opatrenia. V opačnom prípade, keď je teplota vysokonapäťového ohrievača vzduchu vysoká, plášť HVAC bude produkovať zápach a ovplyvní kvalitu vzduchu v kabíne.
Vysokonapäťový ohrev vody
Implementačný plán
Do strojovne je pridaný vysokonapäťový ohrievač vody, nádrž na vodu, vodné čerpadlo a vodovodné potrubia, ktoré tvoria uzavretý systém cirkulácie vody s pôvodným jadrom ohrievača auta.
Výhody
Systém je vysoko efektívny. Podľa súčasnej technológie elektrického kompresora je COP systému tepelného čerpadla 2,5 pri 0 stupňoch a 2.0 pri -5 stupňoch . Preto je za predpokladu generovania rovnakého tepla lepšie vykurovanie tepelným čerpadlom ako elektrické vykurovanie. Spôsob vykurovania spotrebuje menej elektriny a môže zvýšiť dojazd vozidla.
Ťažkosti
1) Technológia kľúčových komponentov je nezrelá: základné komponenty, ako sú elektrické kompresory, vnútorné kondenzátory, odparovacie kondenzátory a solenoidové ventily pre chladiace potrubia, sú stále vo výskume a vývoji. Pre odparovacie kondenzátory je zníženie vnútorného tlaku kľúčovým faktorom na zlepšenie maximálnej kapacity prenosu tepla produktu; primeraná veľkosť rebier môže znížiť riziko námrazy v odparovacom kondenzátore.
2) Nezrelá technológia ovládania: Technológia ovládania klimatizácie s tepelným čerpadlom, najmä algoritmus riadenia s premenlivou rýchlosťou elektrického špirálového kompresora vozidla a riadiaci algoritmus solenoidového ventilu (premena medzi režimom klimatizácie a režimom tepelného čerpadla) sú nezrelé.
3) Systém tepelného čerpadla má zložitú štruktúru, veľký počet častí a zložité usporiadanie kabíny.
4) Náklady sa výrazne zvyšujú a vývojový cyklus je dlhý.
5) Keď sa teplota okolia zníži, hodnota COP systému tepelného čerpadla sa zníži. Keď je okolitá teplota nižšia ako -10 stupeň, rýchlosť elektrického kompresora musí dosiahnuť viac ako 8 000 ot./min., aby sa zachovala tepelná rovnováha. Keď otáčky elektrického kompresora dosiahnu viac ako 8 000 ot./min., hluk je veľmi vysoký a je ťažké splniť požiadavky príslušných noriem. Preto je spôsob vykurovania tepelným čerpadlom značne obmedzený teplotným rozsahom.
