Анализ на автомобилното термично управление -
Принцип на PTC водонагревател и анализ на функцията
Едно предимство наPTC бойлеротоплителната система е, че тя наследява отоплителната система на бензиновите превозни средства, елиминирайки необходимостта от модифициране на съществуващия HVAC модул, като по този начин значително намалява разходите за модификация за автомобилните производители, произвеждащи електрически превозни средства. Основните компоненти на отоплителната система на PTC бойлер включват: PTC бойлер, електрическа водна помпа, дегазираща камера, водопроводни тръби и радиатор на нагревателя. Дегазационната камера в системата има две функции:
(1) Намаляване на налягането в системата: По време на процеса на нагряване охлаждащата течност произвежда водна пара, което води до увеличаване на налягането в системата. Когато това налягане превиши определен праг, изпускателният клапан в дегазиращата камера се отваря, освобождавайки водните пари в атмосферата, като по този начин намалява налягането в системата.
(2) По време на процеса на циркулация на водата в системата може да изтече охлаждаща течност, която може да бъде попълнена с помощта на охлаждащата течност, съхранявана в дегазиращата камера.
I. Анализ на системния състав
Нагревателният елемент на PTC бойлера е PTC термистор. PTC термисторите са направени от полупроводников материал с положителен температурен коефициент. Те могат да бъдат разделени на керамични-базирани PTC термистори и полимерни-базирани PTC термистори [20]. Керамични -базирани PTC термистори са полупроводникови материали с определена проводимост, с BaTiO3 или V3O3 като основни компоненти и малко количество добавени донорни елементи, които се смесват и синтероват. Базираните на полимер- PTC термистори са полимерни материали, образувани чрез комбиниране на органични полимери (като полиетилен) като матрица и включване на проводими пълнители като сажди, графит или метален прах и метални оксиди. Тази система използва керамичен PTC, който има предимствата на нагряване с постоянна температура, липса на открит пламък, висока термична ефективност и дълъг живот. Съпротивлението на PTC термисторите се увеличава с повишаването на температурата. Когато температурата превиши температурата на Кюри, съпротивлението внезапно се увеличава, което води до намаляване на топлинната мощност, като по този начин се постига функцията на постоянна температура.
II. Анализ на системните функции
1) Технология за плавен старт
В началото на стартирането-нагревателят работи с ниска мощност и след това работният цикъл на PWM постепенно се увеличава, за да се увеличи бавно мощността. Целта е ефективно да се намалят щетите, причинени от пусковия ток към веригата и батерията, като по този начин се намалят повреди на контролера и се удължи живота на батерията.
2) Широко работно напрежение
Напрежението на батерията на електрическо превозно средство не е постоянно; изходното напрежение намалява с изтощаването на батерията. Водонагревателят, проектиран в тази статия, има за цел да работи нормално в широк диапазон на напрежение (DC400V-DC600V) и неговият ефект на нагряване не се влияе от промените в напрежението, осигурявайки стабилно нагряване по време на работа.
3) Линейно регулиране на мощността
Превключването на PTC нагревателния елемент в нагревателя се управлява от IGBT (индуктивно свързано устройство). Изходът на задвижващата верига IGBT е свързан към бойлера за натоварване, а входът е свързан към PWM сигнал. Мощността на бойлера се регулира чрез промяна на работния цикъл на ШИМ сигнала. Контролерът непрекъснато регулира мощността на нагревателя, за да повиши бързо и стабилно вътрешната температура въз основа на обратна връзка в реално-време от температурни сензори за температурата на водата и вътрешната температура на автомобила. Това линейно регулиране на мощността е подобно на това на климатик с променлива честота, което го прави по-енергийно-ефективен.
4) CAN диагностика на грешки
Когато нагревателят работи неизправно, като например повреден нагревателен елемент, не-функционираща електрическа водна помпа или повреда на CAN комуникационния модул, системата за управление може да изведе информация за грешката на панела на дисплея, за да предупреди потребителя и да изключи високото напрежение към нагревателя, спирайки отоплението.
5) Контрол на защитата на групата нагревателни елементи
Когато един нагревателен елемент се повреди, този елемент се изключва, докато другите нагревателни елементи продължават да работят нормално, предотвратявайки спирането на целия нагревател и подобрявайки ефективността.
