Istraživanje integriranog sustava toplinskog upravljanja dizalicom topline
za čisto električna gospodarska vozila
1. Tradicionalni sustav upravljanja toplinom
Sustavi toplinskog upravljanja koji se obično koriste u dizajnu čisto električnih komercijalnih vozila za glavne izvore topline uključuju upravljanje toplinom sustava baterije (BTMS), upravljanje toplinom sustava klimatizacije i upravljanje toplinom elektroničkog upravljačkog sustava motora. Tradicionalni decentralizirani sustav upravljanja toplinom je taj da su tri petlje baterije, klima uređaja i elektroničkog upravljačkog sustava motora neovisne jedna o drugoj. Svaki ima kompletan sustav kontrole temperature i sustav cjevovoda. Stoga, tijekom rada automobila, postoji električni sustav grijanja za određeni sustav. U isto vrijeme, vanjska energija rasipanja topline druge komponente ili sustava nije u potpunosti iskorištena, što ne samo da uzrokuje gubitak energije, već je i štetno za očuvanje energije i zaštitu okoliša. S druge strane, zbog niske razine integracije cijelog sustava upravljanja toplinom, cjevovodi su složeni, broj dijelova je velik, trošak je visok, a kvaliteta vozila je teška. To također ubrzava potrošnju energije baterije tijekom rada vozila i smanjuje vijek trajanja vozila. Prijeđena kilometraža ima značajan utjecaj na ekonomičnost vozila.
2. Integrirani sustav toplinskog upravljanja tipa dizalice topline
Na temelju integriranih sustava upravljanja toplinom, kako bi se bolje zadovoljila visoka temperaturna osjetljivost baterija, složenost i profinjenost upravljanja toplinom čisto električnih gospodarskih vozila nastavlja se povećavati, a dodaju se i neke inovativne aplikacije, kao što su toplinske pumpe Tehnologija je jedan od njih. Dizalica topline sama po sebi ne proizvodi toplinu, već je samo prijenosnik topline. Na temelju principa obrnutog Carnotovog ciklusa (Slika 1), koristi malu količinu električne energije za pogon jedinice, cirkulira radni medij u prikrivenoj fazi i apsorbira, komprimira i zagrijava nisku toplinsku energiju prije nego što je iskoristi. Glavne komponente dizalice topline uključuju rashladno sredstvo, kompresor, kondenzator, ekspanzijski ventil i isparivač. To je zatvorena petlja u kojoj se medij, rashladno sredstvo/rashladno sredstvo, kontinuirano komprimira i širi u petlji. Svaki put kada se komprimira i ekspandira (to jest, svaki ciklus rada), rashladno sredstvo "izvlači" toplinu iz okoline niske temperature i prenosi je u okolinu visoke temperature. Zrak se ne koristi kao rashladno sredstvo, iako ne uzrokuje zagađenje i besplatan je, jer je njegova toplinska učinkovitost po ciklusu prilično niska. Stvarno korišteno rashladno sredstvo je tekućina koja isparava kada apsorbira toplinu i kondenzira se kada rasipa toplinu. Proces promjene tekućeg oblika može uvelike poboljšati toplinsku učinkovitost u svakom radnom ciklusu. Sustav dizalice topline ima dva načina rada: hlađenje i grijanje. Integriranjem tehnologije dizalice topline s integriranim sustavima upravljanja toplinom mogu se razviti novi integrirani sustavi upravljanja toplinom tipa toplinske pumpe. Sustav klimatizacije toplinske pumpe koji koristi ovu tehnologiju koristi električni kompresor klima uređaja i koristi reverzibilne karakteristike rashladnog ciklusa za integriranje hlađenja i grijanja. Ima prednosti dobre svestranosti, kompaktne strukture, visoke učinkovitosti, uštede energije i zaštite okoliša, te je postao nova vrsta klima uređaja za vozila. trend. Pod zimskim uvjetima grijanja, COP (koeficijent učinkovitosti) može doseći 2 do 4. Energetska učinkovitost je mnogo puta veća od PTC sustava grijanja koji se obično koristi u području čisto električnih vozila, koji može učinkovito produžiti domet vožnje za više od 20%. Trenutačni tipovi sustava dizalica topline uglavnom uključuju izravne sustave klimatizacije toplinske pumpe, neizravne sustave klimatizacije toplinske pumpe i izravne sustave klimatizacije toplinske pumpe za dopunjavanje zraka i povećanje entalpije. Kao što je prikazano na slici 2, mogu se koristiti za grijanje i hlađenje. Laički rečeno, upotrebom četveroputnog prekretnog ventila u sustavu dizalice topline mogu se zamijeniti funkcije isparivača i kondenzatora klima uređaja toplinske pumpe i promijeniti smjer prijenosa topline, čime se postiže učinak hlađenja ljeti i grijanje zimi.
3. Prednosti i nedostaci integriranog sustava toplinskog upravljanja dizalicom topline
Glavne prednosti su: 1) Jaka integracija sustava: višestruki podsustavi upravljanja toplinom integrirani su u jedan sustav kako bi se postigla jedinstvena kontrola i optimizacija; ovo pomaže smanjiti složenost sustava i poboljšati učinkovitost upravljanja. 2) Energetska učinkovitost Preciznom kontrolom temperature i protoka topline svake komponente, energija se može koristiti učinkovitije, a potrošnja energije može se smanjiti. 3) Inteligentno upravljanje: Obično opremljeno naprednim senzorima i kontrolnim sustavima, koji mogu pratiti i prilagoditi radni status sustava u stvarnom vremenu kako bi se postiglo inteligentno upravljanje. 4) Prilagodljivost okolini: Operativna strategija može se automatski prilagoditi prema uvjetima okoline kako bi se poboljšala prilagodljivost i stabilnost sustava. 5) Instalacija i održavanje: integrirani sustav upravljanja toplinom ima kompaktnu strukturu i jednostavan je za instalaciju.
Glavni nedostaci su: 1) Visoke tehničke poteškoće: potrebno je integrirati više podsustava, tehničke poteškoće su relativno visoke i potrebna je stručna tehnička podrška. 2) Velika početna investicija: Budući da integrirano upravljanje toplinom zahtijeva integraciju više podsustava, početna investicija je relativno velika. 3) Visoki troškovi održavanja: Zbog velike složenosti sustava, troškovi održavanja integriranog upravljanja toplinom također su relativno visoki. Ukratko, toplinska pumpa integriranog upravljanja toplinom sa svrhom poboljšanja sveobuhvatnih performansi vozila, standarda integrirane optimizacije dizajna i sredstava višesustavne koordinirane kontrole i ukupnog upravljanja ima velike prednosti u učinkovitosti korištenja energije, inteligentnom upravljanje, prilagodljivost okolišu i dugoročnu učinkovitost. Ima značajne prednosti u smislu životnog vijeka i drugih aspekata, a te su prednosti opći trend u razvoju upravljanja toplinom vozila u budućnosti.
