Напредък на научните изследвания за управление на топлината на електрическите превозни средства
Технология за системна интеграция
1. Въведение в системата за термичен мениджмънт
Системата за термично управление на електрическите превозни средства еволюира от системата за термично управление на превозни средства с традиционно гориво и конфигурацията на системата също постепенно се разви от относителната независимост на всеки контур за термично управление към посоката на интеграция. Тъй като няма отработена топлина от двигателя, която да се използва, е необходимо допълнително оборудване за осигуряване на източник на топлина за отопление на купето. Понастоящем често използваните методи за отопление за електрически превозни средства включват отопление с електрически нагревател с положителен температурен коефициент (PTC) и отопление с климатик с термопомпа.
1.1 Едноохлаждащ климатик + PTC
Съпротивлението на термистора в PTC електрическия нагревател ще се увеличи с повишаване на температурата, което води до намаляване на топлинната мощност, така че PTC термисторът има постоянни температурни характеристики. Поради простата композиция и ниската цена на отоплителната система PTC, повечето ранни електрически превозни средства използваха охлаждане на климатик с едно охлаждане и отопление с електрически нагревател PTC, за да постигнат нуждите от охлаждане и отопление на купето. Фигура 1 е системна диаграма на единичен охлаждащ климатик + PTC. По време на лятно охлаждане, изпарителят, разположен във въздуховода, се използва за абсорбиране на топлина за постигане на целта на охлаждане. Има два варианта за отопление. Единият е да подредите PTC директно във въздуховода на климатичната кутия, както е показано на фигура 1(a). Когато има нужда от отопление, PTC се захранва и въздухът в отопления въздуховод се пропуска в купето; другият е Както е показано на фигура 1(b), водният PTC загрява хладилния агент и хладилният агент се влива в ядрото на топлия въздух, разположено във въздуховода, като индиректно загрява въздуха във въздуховода, за да отговори на нуждата от отопление.
1.2 Климатик с термопомпа + PTC
Тъй като PTC използва електрическо отопление и коефициентът на ефективност на отоплението е по-малък от 1, този метод на отопление може да намали обхвата на движение на електрически превозни средства с 50%. Теоретичната ефективност на термопомпите е по-голяма от 1 и използването на термопомпи вместо PTC отопление се превърна в тенденция на развитие.
Термопомпена климатизация + PTC система с електромагнитен четирипътен реверсивен вентил и три топлообменника. Термопомпената климатична система осъществява превключването на режимите на охлаждане, отопление, обезвлажняване, размразяване и други режими на системата чрез превключвателя на тялото на вентила. Четирипътният реверсивен вентил е широко използван в областта на битовата климатизация. Приложението му в термопомпената климатична система на електрически превозни средства може добре да реши проблема с обръщането на хладилния агент по време на охлаждане и отопление на системата, както е показано на фигура 2(a). Това системно решение има по-малко части, проста структура и ниска цена. Въпреки това, четирипътният реверсивен вентил има дефекти, като например процесът на заваряване на мед и алуминий е труден и лесно се корозира. Има продухване на газ от страна на високото и ниското налягане, което влияе върху работата на системата. Термопомпените климатични системи за леки автомобили използват най-вече решение с три топлообменника с един външен топлообменник и два вътрешни топлообменника, а превключването на режимите се извършва чрез множество електромагнитни клапани, както е показано на фигура 2(b).
1.3 Климатик с термопомпа + оползотворяване на отпадна топлина + PTC
Страната ни има обширна територия и широка температурна зона в нея, затова е необходимо разширяване на температурния диапазон на термопомпените климатици. Отпадната топлина от двигателите и батериите е ценен източник на топлина през зимата. Много производители и научноизследователски институции обмислят възстановяването на тази топлина като допълнителен източник на топлина, за да разширят обхвата на използване на термопомпените климатици.
Фигура 3 е диаграма на система за термично управление на електрическо превозно средство, използваща термопомпа за климатизация + възстановяване на отпадна топлина + PTC. Тази система може да реализира функции като охлаждане на пътническата кабина, отопление, размразяване, обезмъгляване и изсушаване, а също така може да загрява или охлажда батерията и задвижващия мотор. , освен това може да се постигне оползотворяване на отпадната топлина от батериите и задвижващите двигатели. Принципът на работа на тази система е следният: функциите за охлаждане, отопление, изсушаване, размразяване и обезмъгляване на купето се реализират чрез комбинация от превключватели на електромагнитния клапан на веригата на хладилния агент; охладител на батерията (Chiller), свързан паралелно с изпарителя, се добавя към веригата на хладилния агент. ), когато батерията или задвижващият мотор имат изисквания за охлаждане, хладилният агент протича през охладителя, за да охлади вторичния хладилен агент във вторичната верига; когато батерията или задвижващият мотор нямат голяма нужда от разсейване на топлината, състоянието на трипътния вентил може да се превключи, за да се контролира вторичният хладилен агент. Посока на потока, топлината се изхвърля към външната страна на превозното средство през нискотемпературния радиатор за охлаждане на батерията или задвижващия двигател; когато батерията се нуждае от отопление, PTC активира отоплението и реализира функцията за отопление чрез регулиране на трипътния вентил от страната на хладилния агент; когато околната среда Когато температурата е ниска, термопомпеният климатик не може да се използва и батерията или задвижващият двигател трябва да разсейват топлината, вторичният хладилен агент абсорбира топлината, която трябва да разсее от страната на батерията или задвижващия двигател, протича през трите -пътен вентил през охладителя и обменя топлината към страната на хладилния агент. Отоплението на купето разширява обхвата на работната температура на системата и подобрява енергийната ефективност на системата.
