Πρόοδος έρευνας για τη θερμική διαχείριση ηλεκτρικών οχημάτων
τεχνολογία ολοκλήρωσης συστήματος
Εισαγωγή στο Σύστημα Θερμικής Διαχείρισης
Το σύστημα θερμικής διαχείρισης των ηλεκτρικών οχημάτων εξελίχθηκε από το σύστημα θερμικής διαχείρισης των παραδοσιακών οχημάτων καυσίμων και η διαμόρφωση του συστήματος έχει επίσης σταδιακά αναπτυχθεί από τη σχετική ανεξαρτησία κάθε βρόχου θερμικής διαχείρισης στην κατεύθυνση της ολοκλήρωσης. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει απώλεια θερμότητας κινητήρα προς χρήση, απαιτείται πρόσθετος εξοπλισμός για την παροχή μιας πηγής θερμότητας κατά τη θέρμανση του θαλάμου επιβατών. Επί του παρόντος, οι κοινώς χρησιμοποιούμενες μέθοδοι θέρμανσης στα ηλεκτρικά οχήματα περιλαμβάνουν θετικό συντελεστή θερμοκρασίας (συντελεστής θετικής θερμοκρασίας, PTC) θέρμανση ηλεκτρικού θερμαντήρα και θέρμανση κλιματισμού με αντλία θερμότητας.
Κλιματιστικό μονής ψύξης + PTC
Η αντίσταση του θερμίστορ στον ηλεκτρικό θερμαντήρα PTC θα αυξάνεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, με αποτέλεσμα τη μείωση της θερμικής ισχύος. Επομένως, το θερμίστορ PTC έχει χαρακτηριστικά σταθερής θερμοκρασίας. Λόγω της απλής σύνθεσης και της χαμηλής τιμής του συστήματος θέρμανσης PTC, τα πρώιμα συστήματα θέρμανσης PTC Τα περισσότερα ηλεκτρικά οχήματα χρησιμοποιούν ψύξη κλιματισμού μονής ψύξης και ηλεκτρική θέρμανση PTC για την επίτευξη των αναγκών ψύξης και θέρμανσης του θαλάμου επιβατών.
Κατά τη διάρκεια της ψύξης το καλοκαίρι, ο εξατμιστής που είναι τοποθετημένος στον αγωγό αέρα χρησιμοποιείται για την απορρόφηση θερμότητας για την επίτευξη του σκοπού της ψύξης. Υπάρχουν δύο επιλογές για θέρμανση. Το ένα είναι να τακτοποιήσετε το PTC αέρα απευθείας στον αεραγωγό του κουτιού κλιματισμού. Όταν υπάρχει ανάγκη για θέρμανση, το PTC ενεργοποιείται για να θερμάνει τον αέρα. Ο αέρας στον αγωγό εισάγεται στην καμπίνα επιβατών. Ένας άλλος τύπος χρησιμοποιεί νερό PTC για τη θέρμανση του δευτερεύοντος ψυκτικού μέσου και το δευτερεύον ψυκτικό ρέει στον πυρήνα θερμού αέρα που είναι τοποθετημένος στον αγωγό αέρα για να θερμάνει έμμεσα τον αέρα στον αγωγό αέρα για να καλύψει τη ζήτηση θέρμανσης.
Αντλία θερμότητας κλιματιστικό + PTC
Δεδομένου ότι το PTC χρησιμοποιεί ηλεκτρική θέρμανση για θέρμανση, η απόδοση θέρμανσης είναι μικρότερη από 1, επομένως αυτή η μέθοδος θέρμανσης μπορεί να μειώσει την εμβέλεια πλεύσης των ηλεκτρικών οχημάτων κατά 50%. Η θεωρητική απόδοση των αντλιών θερμότητας είναι μεγαλύτερη από 1, επομένως η χρήση αντλιών θερμότητας για την αντικατάσταση της θέρμανσης PTC έχει γίνει αναπτυξιακή τάση. ｡Τα ερευνητικά αποτελέσματα των ZHANG et al. [18] δείχνουν ότι το σύστημα αντλίας θερμότητας μπορεί να εξοικονομήσει 41,3% της ενέργειας σε σύγκριση με το σύστημα θέρμανσης PTC. Δεδομένου ότι τα περισσότερα ηλεκτρικά οχήματα χρησιμοποιούν αυτήν τη στιγμή το R134a ως υγρό λειτουργίας, όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι χαμηλότερη από -10 μοίρες, το σύστημα αντλίας θερμότητας Η απόδοση και η αξιοπιστία μειώνονται, επομένως ένας ηλεκτρικός θερμαντήρας PTC εξακολουθεί να απαιτείται για βοηθητική θέρμανση.
Το σύστημα κλιματισμού αντλίας θερμότητας πραγματοποιεί την εναλλαγή του συστήματος ψύξης, θέρμανσης, αφύγρανσης, απόψυξης και άλλων λειτουργιών μέσω του διακόπτη του σώματος της βαλβίδας. Η βαλβίδα αναστροφής τεσσάρων κατευθύνσεων έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στον τομέα του οικιακού κλιματισμού και η εφαρμογή της στο σύστημα κλιματισμού αντλιών θερμότητας ηλεκτρικών οχημάτων μπορεί να Αποτελεί μια καλή λύση στο πρόβλημα της αναστροφής του ψυκτικού κατά την ψύξη και τη θέρμανση του συστήματος. Αυτή η λύση συστήματος έχει λιγότερα εξαρτήματα, απλή δομή και χαμηλότερο κόστος. Ωστόσο, η βαλβίδα αναστροφής τεσσάρων κατευθύνσεων έχει μια δύσκολη διαδικασία συγκόλλησης χαλκού-αλουμινίου και διαβρώνεται εύκολα. Υψηλή και χαμηλή πίεση Υπάρχουν ελαττώματα, όπως η ροή αέρα στο πλάι, η οποία επηρεάζει την απόδοση του συστήματος. Τα συστήματα κλιματισμού αντλιών θερμότητας επιβατικών αυτοκινήτων χρησιμοποιούν ως επί το πλείστον μια λύση τριών εναλλάκτη θερμότητας από έναν εξωτερικό εναλλάκτη θερμότητας και δύο εσωτερικούς εναλλάκτες θερμότητας και η εναλλαγή λειτουργίας πραγματοποιείται μέσω πολλαπλών ηλεκτρομαγνητικών βαλβίδων.
Ένα σύστημα κλιματισμού αντλίας θερμότητας που χρησιμοποιεί ψυκτικό R134a μπορεί να θερμάνει γρήγορα τον χώρο επιβατών όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι πάνω από 0 βαθμούς . Ωστόσο, όταν λειτουργεί σε χαμηλότερη θερμοκρασία, λόγω της μείωσης της ροής μάζας ψυκτικού μέσου, η ικανότητα απορρόφησης θερμότητας εξάτμισης εξασθενεί. Ταυτόχρονα, η πίεση αναρρόφησης μειώνεται. , η αναλογία πίεσης του συμπιεστή αυξάνεται, με αποτέλεσμα μειωμένη απόδοση και εξασθενημένη απόδοση του συστήματος. Μελέτες έχουν δείξει ότι σε θερμοκρασία περιβάλλοντος −10 βαθμών, η ικανότητα θέρμανσης του συστήματος κλιματισμού της αντλίας θερμότητας που χρησιμοποιεί ψυκτικό R134a έχει μειωθεί σημαντικά σε σημείο που δεν μπορεί να καλύψει τη ζήτηση θέρμανσης καμπίνας. Αυτή τη στιγμή, ο ηλεκτρικός θερμαντήρας PTC πρέπει να χρησιμοποιηθεί για τη θέρμανση του ψυκτικού μέσου για να καλύψει τις ανάγκες θέρμανσης του συστήματος. Οι Wang Ying et al. χρησιμοποίησε πειραματικές μεθόδους για να συγκρίνει τα χαρακτηριστικά λειτουργίας της βαλβίδας τεσσάρων κατευθύνσεων και των τριών συστημάτων εναλλάκτη θερμότητας. Τα αποτελέσματα της έρευνας δείχνουν ότι το σύστημα των τριών εναλλάκτη θερμότητας είναι καλύτερο στην απόψυξη. ､ Έχει περισσότερα πλεονεκτήματα στην αφύγρανση και η ενεργειακή απόδοση του συστήματος βαλβίδων τεσσάρων κατευθύνσεων είναι 7% ~ 15% υψηλότερη από αυτή του συστήματος τριών εναλλάκτη θερμότητας.
Κλιματιστικό αντλίας θερμότητας + ανάκτηση απορριμμάτων θερμότητας + PTC
Η χώρα μας έχει μια τεράστια επικράτεια και εκτείνεται σε μια μεγάλη ζώνη θερμοκρασίας, επομένως είναι απαραίτητο να επεκταθεί το εύρος θερμοκρασίας που χρησιμοποιούν τα κλιματιστικά αντλίας θερμότητας. Η σπατάλη θερμότητας των κινητήρων και των μπαταριών είναι μια πολύτιμη πηγή θερμότητας το χειμώνα. Πολλοί κατασκευαστές και επιστημονικά ερευνητικά ιδρύματα εξετάζουν την ανακύκλωση αυτού του μέρους της θερμότητας ως βοηθητική πηγή θερμότητας για να επεκτείνουν το φάσμα εφαρμογής των κλιματιστικών αντλιών θερμότητας.
Το σύστημα μπορεί να πραγματοποιήσει λειτουργίες όπως ψύξη χώρου επιβατών, θέρμανση, απόψυξη, ξεθάμπωμα και αφύγρανση. Μπορεί επίσης να θερμάνει ή να ψύχει την μπαταρία και τον κινητήρα κίνησης. Επιπλέον, μπορεί επίσης να ανακτήσει την απορριπτόμενη θερμότητα από την μπαταρία και τον κινητήρα κίνησης. Η αρχή λειτουργίας του συστήματος είναι η εξής: Οι λειτουργίες ψύξης, θέρμανσης, αφύγρανσης, απόψυξης και ξεθάμπωσης του θαλάμου επιβατών πραγματοποιούνται μέσω του συνδυασμού διακόπτη της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας του κυκλώματος ψυκτικού. ένα ψυγείο μπαταρίας (Chiller) συνδεδεμένο παράλληλα με τον εξατμιστή προστίθεται στο κύκλωμα ψυκτικού μέσου. Όταν η μπαταρία ή ο οδηγός Όταν ο κινητήρας έχει ανάγκες ψύξης, το ψυκτικό ρέει μέσω του δευτερεύοντος ψυκτικού του δευτερεύοντος κυκλώματος ψύξης του ψυκτικού συγκροτήματος. όταν η μπαταρία ή ο κινητήρας μετάδοσης κίνησης δεν έχει μεγάλη ανάγκη για απαγωγή θερμότητας, η κατάσταση της βαλβίδας τριών δρόμων μπορεί να αλλάξει για να ελεγχθεί η ροή του δευτερεύοντος ψυκτικού μέσου για τη μεταφορά θερμότητας μέσω της χαμηλής θερμοκρασίας. Το ψυγείο εκκενώνεται στο εξωτερικό του το όχημα για την ψύξη της μπαταρίας ή του κινητήρα κίνησης· Όταν η μπαταρία χρειάζεται θέρμανση, το PTC ενεργοποιεί τη θέρμανση και πραγματοποιεί τη λειτουργία θέρμανσης μέσω της ρύθμισης της βαλβίδας τριών κατευθύνσεων στην πλευρά του ψυκτικού. όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι χαμηλή, η αντλία θερμότητας Όταν το κλιματιστικό δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί και η μπαταρία ή ο ηλεκτροκινητήρας χρειάζεται απαγωγή θερμότητας, το δευτερεύον ψυκτικό απορροφά τη θερμότητα που πρέπει να διαχέεται στην πλευρά της μπαταρίας ή του κινητήρα μετάδοσης κίνησης. Ρέει μέσω του ψυκτικού συγκροτήματος μέσω της βαλβίδας τριών κατευθύνσεων και ανταλλάσσει τη θερμότητα στην πλευρά του ψυκτικού για να θερμάνει τον χώρο επιβατών. Το εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας του συστήματος αυξάνεται και η ενεργειακή απόδοση του συστήματος βελτιώνεται.
