Nový tepelný manažment energetických vozidiel
ⅠNový tepelný manažment energetického vozidla
Komponenty tepelného manažmentu vozidla
Chladiaci systém nových energetických vozidiel sa vo všeobecnosti skladá z troch častí: cirkulačný systém chladenia batérie, elektronicky riadený chladiaci cirkulačný systém motora a klimatizačný systém cirkulácie teplého vzduchu. Modely PHEV majú tiež dodatočný obehový systém chladenia motora. Cirkulačný systém batérie ohrieva hlavne batériu. Alebo chladenie, cirkulačný systém motora chladí hlavne hnací motor a CIDD (ovládač hnacieho motora) a systém klimatizácie a kúrenia hlavne ohrieva alebo chladí priestor pre cestujúcich. Hlavnými funkčnými komponentmi sú elektronické vodné čerpadlo, trojcestný solenoidový ventil, dvojcestný solenoidový ventil, PTC, výmenník tepla, separátor kvapalného plynu, chladič, expanzná nádoba, chladiace potrubie a rôzne pevné držiaky atď.[5]. Elektronické vodné čerpadlo sa používa ako zdroj energie, chladivo je médium a solenoidový ventil riadi smer prúdenia tak, aby chladiace médium prúdilo cez chladič a chladené teleso pozdĺž potrubia, rozptyľovalo sa a chladilo výmenou tepla, aby sa pracovná teplota funkčných častí vždy udržiavala v ideálnom pracovnom rozsahu, čím sa maximalizuje jej výkon. Či už ide o čisto elektrické vozidlo alebo hybrid Cyklus tepelného manažmentu batérie je nezávislý od iných systémov v závislosti od modelu vozidla. Hlavným dôvodom je, že normálny rozsah prevádzkových teplôt batérie je značne odlišný od ostatných systémov. Prevádzková teplota batérie vo všeobecnosti nesmie prekročiť 35 stupňov, zatiaľ čo hnací motor často pracuje. Pri teplote okolo 55 stupňov je rozsah prevádzkovej teploty motora okolo 95 stupňov, takže každý okruh musí fungovať nezávisle.
Rozdiely od tradičného tepelného manažmentu v automobiloch
Tepelný manažment tradičných automobilov je jednoduchý, bez zložitých systémov riadenia a komponentov. Jeho cieľom je len zabezpečiť, aby teplota motora vždy fungovala v ideálnom rozsahu a pre spolujazdca
Potrebné teplo zabezpečuje kabína využívaním odpadového tepla vznikajúceho pri chode motora, bez spotreby dodatočnej energie [1]. Medzi novými energetickými vozidlami a tradičnými vozidlami je veľký rozdiel v štruktúre systému. Komponenty systému sú rozmiestnené na celom vozidle. Zvýšili sa aj požiadavky na inštaláciu, čo si vyžaduje väčší priestor v kabíne. Rôzne typy nových energetických vozidiel majú rôzne vlastnosti; pre čisto elektrické vozidlá neexistuje motor ako zdroj energie na cirkuláciu chladiacej kvapaliny a z motora nevzniká žiadne odpadové teplo. Dá sa použiť. V prípade hybridných vozidiel nemôže motor vďaka svojej špeciálnej riadiacej stratégii poskytovať energiu pre cirkuláciu chladiacej kvapaliny, keď nie je v prevádzke, ani nedokáže zabezpečiť potrebný zdroj tepla pre priestor pre cestujúcich v reálnom čase. Preto v štruktúre Na trhu sú systémy tepelného manažmentu nových energetických vozidiel navrhnuté s nezávislým elektronickým vodným čerpadlom, ktoré poskytuje energiu pre cirkuláciu chladiacej kvapaliny. Teplý vzduch zvyčajne využíva elektrický ohrev. Nezávislé elektrické kúrenie PTC je navrhnuté tak, aby ohrievalo chladiacu kvapalinu a potom sa chladiaca kvapalina recyklovala do Nádrž na teplú vodu v aute dodáva teplo do priestoru pre cestujúcich, čo je v súčasnosti bežný spôsob; existuje aj metóda, ktorá priamo ohrieva vzduch prechádzajúci cez výparníkový box a vháňa teplo do auta cez ventilátor. Táto metóda je v súčasnosti mimoriadne populárna, pretože ide o bezpečnosť v aute. Používajte striedmo.
ⅡTypy systémov tepelného manažmentu batérií
Rôzne metódy tepelného manažmentu batérie zahŕňajú rôzne čísla dielov, štruktúry a rozloženia. Rôzne typy systémov tepelného manažmentu sa vyberajú na základe nákladov na vývoj vozidla, hmotnosti vozidla a požiadaviek na priestorové usporiadanie. Jeho hlavné technológie sú Existuje päť typov trás:
Typ priameho chladenia
Systém priameho chladenia, označovaný ako technológia priameho chladenia batérie, má vo vnútri batérie zabudovaný chladiaci výparník, ktorý je potrubím prepojený s klimatizačným systémom. Keď je potrebné batériu ochladiť, kompresor sa použije na odoslanie stlačeného chladiva do výparníka vo vnútri batérie a potom sa batéria odoberie. Vnútorným teplom sa dosiahne chladiaci efekt. Systém má výhody kompaktnej konštrukcie, dobrého chladiaceho účinku, malého počtu dielov (vyžaduje sa len jedno vstupné a jedno výstupné chladiace potrubie) a nízkej hmotnosti. Nevýhodou tohto systému je však to, že nedokáže poskytnúť energiu pri nízkych teplotách pod nulou. Neexistuje žiadna ochrana pre kondenzovanú vodu, ktorá vzniká počas ohrevu a chladenia batérie, a je ťažké kontrolovať rovnomernosť teploty chladiva. Chladiaci systém má krátku životnosť a nízku spoľahlivosť. Často sa vyskytujú poruchy ako únik chladiva a nedostatočná chladiaca kapacita. Toto je aktuálne najnovšie. Technológia chladenia batérií je relatívne málo vyspelá a bola aplikovaná v sériovo vyrábaných modeloch na trhu, ako sú BYD a Tesla. Je to hlavná technologická cesta v budúcnosti, ako je znázornené na obrázku 1.
Typ vodného chladenia chladiča
Chladiaci okruh chladiča je nezávislý okruh pozostávajúci z chladiča, elektronického vodného čerpadla, ohrievača atď. s nemrznúcou zmesou ako médiom. Nemrznúca zmes vychádza z chladiča, prechádza cez ohrievač, potom do batérie a nakoniec sa vracia do chladiča. Táto metóda cyklu sa používa na chladenie a zahrievanie batérie. Systém má jednoduchú štruktúru, nízke náklady a má výhody úspory energie v nízkoteplotnom prostredí po celý rok. Účinnosť systému odvádzania tepla je však nízka a teplota vody je v lete vysoká vo vysokoteplotných klimatických podmienkach, takže nemôže spĺňať požiadavky prostredia s vysokou teplotou. Podmienky používania nájdete na obrázku 2.
Typ priameho chladenia vodou
Tento systém integruje priame chladenie a vodné chladenie a premosťuje systém klimatizácie a systém vodného chladenia cez chladič batérie Chiller (nazývaný aj výmenník tepla). Tento systém sa vyhýba nedostatkom prvých dvoch spôsobov chladenia a v súčasnosti je najpokročilejším systémom chladenia. Jeden z bežne používaných systémov tepelného manažmentu batérie. Systémových komponentov je viac ako prvé dva, systém je zložitejší a priestor na rozloženie požadovaných častí je pomerne veľký. Zaťaženie kompresora je počas prevádzky veľké, čo spotrebuje veľa energie pre celé vozidlo a nie je ekonomické. Okrem toho, keď časť klimatizačného systému zlyhá, požiadavka na chladenie batérie nemôže byť splnená v maximálnej miere, pozri obrázok 3.
Vodou chladený hybridný typ
Tento systém je založený na priamom chladiacom systéme chladenia vodou a pridáva chladiaci systém chladiča vody. Obidva sú usporiadané v paralelných obvodoch. Ovládaním solenoidového ventilu sa používajú rôzne okruhy na chladenie batérie za rôznych podmienok. V prostrediach s nízkou teplotou musí fungovať iba chladiaci systém chladiča vody. V prostredí s vysokou teplotou prepnite na systém priameho chladenia vodou. V náročných pracovných podmienkach môžu dva systémy pracovať súčasne a batéria môže tiež získať maximálnu chladiacu kapacitu, ktorá v podstate dokáže pokryť všetky prostredia použitia. ｡Tento chladiaci systém je mimoriadne zložitý, má vysoké náklady, vyžaduje veľký priestor na usporiadanie vozidla a stratégia riadenia systému je zložitá. Stabilita a spoľahlivosť sú výzvou. Tento systém sa používa aj vo väčšine hybridných modelov PHEV na trhu a má vyspelú technológiu, pozri obrázok 4.
Typ chladenia vzduchom
Tento systém priamo vedie studený vzduch z chladenia priestoru pre cestujúcich do batérie cez potrubie a využíva studený vzduch na vzduchové chladenie batérie. Výhodou tohto systému je jednoduchá konštrukcia, regulovateľná teplota studeného vzduchu a nízke náklady na systém. Má však aj nevýhody systému priameho chladenia. , systém nemá funkciu ohrevu a skondenzovaná voda vznikajúca na povrchu batérie sa nedá ľahko vysušiť a vo vnútri batérie existuje riziko korózie a kontaminácie. Tento typ spôsobu riadenia teploty sa vo všeobecnosti neodporúča, pozri obrázok 5
