História vývoja tepelného hospodárstva
Systém elektrických vozidiel (1)
Fáza I: Iba chladenie +elektrické kúrenie
Charakteristiky fázy: V počiatočnom štádiu industrializácie elektrických vozidiel sú systémy klimatizácie priestoru pre cestujúcich a regulácie teploty motora batérie upravené na základe vozidiel s tradičnými palivami a každý subsystém nezávisle spĺňa požiadavky na riadenie teploty.
Tradičná klimatizácia vozidiel využívajúcich parný kompresný cyklus chladenia a kompresor klimatizácie je nepriamo poháňaný motorom cez remeň, pričom na vykurovanie využíva odpadové teplo motora.
Klimatizácia elektrického vozidla využíva chladenie s cyklom kompresie pár, ale namiesto toho používa kompresor s elektrickým pohonom. Pretože odpadové teplo motora nedokáže pokryť požiadavku na vykurovanie v zime, na vykurovanie sa používa elektrický ohrievač PTC.
V skorých elektrických vozidlách bolo chladenie vzduchom široko používané na rozptýlenie tepla a chladenie batérie. Cirkulácia chladiacej kvapaliny a chladič odvádzali teplo a chladili systém elektrického pohonu.
Fáza II: Tepelné čerpadlo + elektrické prídavné kúrenie
Charakteristiky fázy:Na zlepšenie energetickej účinnosti vykurovania sa v elektrických vozidlách používa technológia tepelného čerpadla a systém riadenia teploty priestoru pre cestujúcich a systém riadenia teploty batérie sú jednoducho integrované.
Technológia tepelného čerpadla dokáže realizovať využitie nízkokvalitných zdrojov vzduchu, ktoré môžu zlepšiť COP vykurovania v porovnaní s tradičným elektrickým vykurovaním. V prostredí s nízkou teplotou je však výkon vykurovania systému tepelného čerpadla utlmený a na pomocné vykurovanie je potrebný elektrický ohrievač PTC.
Riadením cesty prietoku chladiva cez ventil je možné realizovať prepínanie režimov chladenia, kúrenia, odvlhčovania a odmrazovania.
Keďže kapacita a výkon batérie sa neustále zvyšujú, tradičné riešenie vzduchového chladenia nemôže spĺňať požiadavky na reguláciu teploty napájacej batérie a chladenie kvapalinou sa postupne stalo hlavným spôsobom regulácie teploty batérie. Požiadavky na chladenie priestoru pre cestujúcich a napájacej batérie sú splnené pripojením výparníka paralelne k systému tepelného čerpadla.
Fáza Ⅲ: široký teplotný rozsah tepelného čerpadla + integrácia tepelného manažmentu vozidla
Charakteristiky etapy: subsystémy sú navzájom prepojené, komponenty sú integrované, zlepšuje sa komplexná energetická účinnosť systému, zlepšuje sa prispôsobivosť tepelného čerpadla pri nízkych teplotách a zlepšuje sa integrácia systému tepelného manažmentu vozidla.
Vzhľadom na problém útlmu výkonu nízkoteplotného vykurovania tradičných tepelných čerpadiel sa postupne aplikujú technológie nízkoteplotných tepelných čerpadiel, ako je spätné získavanie odpadového tepla z motorovej batérie a doplňovanie vzduchu vstrekovaním chladiva, a rozširuje sa teplotný rozsah prispôsobenia tepelného čerpadla.
Stupeň prepojenia každého subsystému tepelného manažmentu je prehĺbený a sú integrované ventily, vodné nádrže, čerpadlá chladiacej kvapaliny a ďalšie komponenty.
Slučky chladiva a chladiacej kvapaliny sú modularizované a systém riadenia teploty vozidla je integrovaný a ľahký.
Cieľom vývoja systému tepelného manažmentu je vyvinúť bezpečnejší, energeticky úsporný, ekologický a pohodlný systém tepelného manažmentu na zaistenie bezpečnosti nabíjania a jazdy elektrických vozidiel, zlepšenie vytrvalostného výkonu elektrických vozidiel a zlepšenie používateľského komfortu.
