Analiza rješenja grijanja električnih vozila
Visokonaponsko grijanje zraka
Plan implementacije
Slika 7 prikazuje strukturu sustava visokonaponskog sustava grijanja zraka. Uklonite izvorne ulazne i izlazne cijevi vozila i jezgru grijača, zamijenite jezgru grijača PTC grijačem zraka iste veličine i metode ugradnje kao izvorna jezgra grijača vozila, zatim promijenite relevantne upravljačke krugove i izolirajte mjeru PTC jezgre.
Prednosti
1) Nisu potrebne promjene strukture HVAC.
2) Za razliku od niskonaponskih grijača za grijanje zraka, koji su ograničeni mnogim čimbenicima kao što je izlazna snaga, visokonaponski grijači za grijanje zraka mogu pružiti vrlo jaku izlaznu snagu i visokoučinkovito grijanje.
3) Izravno grijanje zraka, temperatura u prostoriji u kojoj se vozi brzo raste.
Nedostaci
1) Kako bi sustav klimatizacije i grijanja zadovoljio propise o odleđivanju i odmagljivanju i zahtjeve za grijanje, snaga grijanja PTC-a mora biti najmanje 3000 W ili veća. Ova snaga je vrlo veliki potrošač u usporedbi s ukupnim kapacitetom baterije, što ozbiljno utječe na domet vožnje čisto električnih vozila.
2) PTC sa snagom grijanja većom od 3 000 W raspoređeni su u HVAC, što može uzrokovati sigurnosne opasnosti. Raspon radnog napona visokonaponskog PTC grijanja zraka općenito je 250~450 V (DC), a potrebno je poduzeti mjere visokonaponske izolacije. EN60335 zahtijeva da razina izolacije visokonaponskih proizvoda bude veća ili jednaka 2 000 V. Prilikom projektiranja proizvoda potrebno je razmotriti sigurnosne mjere višeslojne izolacije (Slika 8), što uvelike povećava trošak samog proizvoda i otežava primjenu proizvoda.
3) Visokonaponski grijač za grijanje zraka postavljen je u HVAC. Za visokonaponski grijač zraka potrebne su mjere izolacije. Inače, kada je temperatura visokonaponskog grijača zraka visoka, HVAC školjka će proizvoditi neugodan miris i utjecati na kvalitetu zraka u kabini.
Visokonaponsko grijanje vode
Plan implementacije
Visokonaponski grijač vode, spremnik za vodu, pumpa za vodu i cijevi za vodu dodaju se u strojarnicu kako bi se formirao zatvoreni sustav cirkulacije vode s izvornom jezgrom grijača automobila.
Prednosti
Sustav je vrlo učinkovit. Prema trenutnoj tehnologiji električnog kompresora, COP sustava dizalice topline je 2,5 na 0 stupnju i 2.0 na -5 stupnju. Stoga, pod pretpostavkom stvaranja iste topline, korištenje grijanja toplinskom pumpom je bolje od korištenja električnog grijanja. Metoda grijanja troši manje električne energije i može povećati domet vožnje vozila.
Poteškoće
1) Tehnologija ključnih komponenti je nezrela: ključne komponente kao što su električni kompresori, unutarnji kondenzatori, kondenzatori isparavanja i solenoidni ventili za rashladne cjevovode još su u fazi istraživanja i razvoja. Za kondenzatore isparavanja, smanjenje unutarnjeg tlaka ključni je faktor za poboljšanje maksimalnog kapaciteta prijenosa topline proizvoda; razumna veličina peraje može smanjiti rizik od smrzavanja u kondenzatoru za isparavanje.
2) Nezrela tehnologija upravljanja: Tehnologija upravljanja klima uređajem toplinske pumpe, posebno algoritam upravljanja promjenjivom brzinom električnog spiralnog kompresora vozila i algoritam upravljanja solenoidnim ventilom (pretvorba između načina rada klima uređaja i načina rada toplinske pumpe) su nezreli.
3) Sustav toplinske pumpe ima složenu strukturu, veliki broj dijelova i težak raspored kabine.
4) Troškovi se znatno povećavaju, a razvojni ciklus je dug.
5) Kako se temperatura okoline smanjuje, COP vrijednost sustava dizalice topline će se smanjivati. Kada je temperatura okoline niža od -10 stupnjeva, brzina električnog kompresora treba doseći više od 8 000 o/min kako bi se održala toplinska ravnoteža. Kada brzina električnog kompresora dosegne više od 8 000 o/min, buka je vrlo glasna i teško je ispuniti zahtjeve relevantnih standarda. Stoga je način grijanja toplinskom pumpom uvelike ograničen rasponom temperature.
