Три етапа на ново енергийно превозно средство
Разработка на система за топлинен мениджмънт
Етап 1
Първо{0}}генерирана система за термично управление: батерии с въздушно{1}}охлаждане или течно-охлаждане, PTC отопление и електронно контролирано течно охлаждане на двигателя, всички работещи независимо.
В ранните етапи на разработването на нови енергийни превозни средства фокусът беше основно върху замяната на двигателя в бензиновите превозни средства с батерии и двигатели. При нормално шофиране акумулаторната система генерира топлина, като ефективната й работна температура е 15-35 градуса. Въздушното охлаждане беше широко разпространено в ранните нови енергийни превозни средства поради своята проста структура, ниска цена и лесна поддръжка.
С увеличаването на мощността на двигателя и зареждането въздушното охлаждане вече не отговаря на изискванията за термично управление на батерията, което води до постепенно надграждане към течно охлаждане. През зимата, поради по-ниските температури на околната среда, PTC отоплението се използва за загряване на охлаждащата течност, която след това пренася топлината към акумулаторната система. Охлаждането в отделението за пътници продължи с помощта на системата от ерата на-бензиновите превозни средства: механичните компресори на климатика бяха модернизирани до електрически компресори; отоплението обикновено се постига чрез PTC отопление. Общите предимства на това решение бяха простота, ниска цена и ниска структурна сложност; недостатъците бяха високата консумация на енергия и кратък пробег през зимата.
Етап 2
Система за термално управление от второ-поколение: течно охлаждане на батерията, PTC отопление и течно охлаждане на мотор/електронно управление. Тази система използва отпадъчна топлина от системата за управление на двигателя/електронната система за загряване на акумулаторната система, постигайки термично рециклиране.
Надграждайки първото поколение, тази система свързва веригите за моторно/електронно управление и термично управление на батерията последователно и паралелно, като използва напълно отпадната топлина от моторната/електронната система за управление за загряване на системата на батерията. Това намалява използването на PTC през зимата, подобрява общата ефективност на термичното управление на електрическите превозни средства и увеличава техния пробег.
Например XPeng P7 използва четири-пътен вентил за свързване на веригата за охлаждане на двигателя/електронното управление и веригата за охлаждане на комплекта батерии. Когато батерията не изисква нагряване, топлината от веригата за управление на двигателя/електронника се разсейва през модула на радиатора на двигателя на предния-модул. Когато е необходимо отопление, охлаждащата течност отвежда топлината от мотора/електронната система за управление и преминава през охладителната верига на батерията. Ако топлината е недостатъчна, PTC осигурява спомагателно отопление за пестене на енергия.
Системата за управление на топлината от второ- поколение все още използва PTC, за да отговори на нуждите от отопление на кабината и батерията. Отоплението на кабината обикновено се постига чрез вентилатор-отопляем PTC нагревател.
ThePTC нагревателзагрява околния въздух и след това вентилационната система издухва въздуха в кабината, за да постигне функцията за отопление. Като алтернатива може да се използва воден-нагревател PTC за загряване на охлаждащата течност, която след това протича през ядрото на нагревателя, за да осигури отопление за кабината. Нуждите от отопление на акумулаторната система се задоволяват основно чрез използване на воден- PTC нагревател за загряване на охлаждащата течност и по този начин на батерията.
Въпреки това PTC нагревателите обикновено имат изходна мощност от 1-6 kW, добавяйки допълнителни 4-6 kWh консумация на енергия на 100 km. Например, с време за шофиране с пълно зареждане от 4-5 часа, PTC отоплението може да намали обхвата на превозно средство с нова енергия със 100-150 км, поради което пробегът се намалява, когато нагревателят е включен през зимата.
Етап 3
Трето поколение система за термично управление: Този етап добавя термопомпена система, което води до по-ефективно и комплексно цялостносистема за управление на топлината. Системите, базирани на хладилен агент и вода-, са интегрирани, което представлява тенденция към по-голяма интеграция, илюстрирана от Tesla Model Y.
От страната на хладилния агент са добавени вътрешен кондензатор и три{0}}вентил за хладилен агент, за да отговорят на изискванията за отопление на термопомпата, заменяйки оригиналния PTC нагревател с високо{1}}налягане. Два допълнителни PTC нагревателя с ниско{3}}налягане основно осигуряват функции за размразяване, обезмъгляване и спомагателно отопление. Най-общо казано, замяната на съществуващата система с термопомпа ще спести 2-3 kWh електроенергия на 100 километра, постигайки общо подобрение на обхвата с 10%-15%.
