New Energy Vehicle Termal Management
ⅠUpravljanje toplinom vozila s novom energijom
Komponente upravljanja toplinom vozila
Sustav hlađenja novih energetskih vozila općenito se sastoji od tri dijela: sustav cirkulacije hlađenja baterije, elektronički kontroliran sustav cirkulacije hlađenja motora i sustav cirkulacije toplog zraka klima uređaja. PHEV modeli također imaju dodatni sustav cirkulacije hlađenja motora. Sustav cirkulacije baterije uglavnom zagrijava bateriju. Ili hlađenje, sustav cirkulacije motora uglavnom hladi pogonski motor i CIDD (kontroler pogonskog motora), a sustav klimatizacije i grijanja uglavnom grije ili hladi putnički prostor. Glavne uključene funkcionalne komponente su elektronička pumpa za vodu, trosmjerni elektromagnetski ventil, dvosmjerni elektromagnetski ventil, PTC, izmjenjivač topline, separator tekućine i plina, radijator, ekspanzijski kotlić, rashladni cjevovod i razni fiksni nosači, itd.[5] Elektronička pumpa za vodu koristi se kao izvor energije, rashladna tekućina je medij, a elektromagnetski ventil kontrolira smjer protoka kako bi rashladni medij tekao kroz radijator i hlađeno tijelo duž cjevovoda, rasipajući se i hladeći kroz izmjenu topline, tako da se radna temperatura funkcionalnih dijelova uvijek održava unutar idealnog radnog raspona, maksimizirajući njegovu izvedbu. Bilo da se radi o potpuno električnom vozilu ili hibridu, ciklus upravljanja toplinom baterije neovisan je o drugim sustavima, ovisno o modelu vozila. Glavni razlog je to što se normalni raspon radne temperature baterije dosta razlikuje od ostalih sustava. Radna temperatura baterije općenito ne smije prijeći 35 stupnjeva, dok pogonski motor često radi. Na oko 55 stupnjeva, raspon radne temperature motora je oko 95 stupnjeva, tako da svaki krug mora raditi neovisno.
Razlike od tradicionalnog upravljanja toplinom u automobilima
Toplinsko upravljanje tradicionalnih automobila je jednostavno, bez složenih sustava upravljanja i komponenti. Njegov cilj je samo osigurati da temperatura motora uvijek radi unutar idealnog raspona i za suvozača
Potrebnu toplinu osigurava kabina korištenjem otpadne topline nastale radom motora, bez trošenja dodatne energije [1]. Postoji velika razlika u strukturi sustava između novih energetskih vozila i tradicionalnih vozila. Komponente sustava raspoređene su po cijelom vozilu. Zahtjevi za instalaciju su također povećani, zahtijevajući više prostora u kabini. Različite vrste novih energetskih vozila imaju različite karakteristike; za čisto električna vozila ne postoji motor kao izvor energije za cirkulaciju rashladne tekućine i nema otpadne topline iz motora. Može se koristiti. Za hibridna vozila, zbog svoje posebne strategije upravljanja, motor ne može osigurati snagu za cirkulaciju rashladne tekućine kada ne radi, niti može osigurati potreban izvor topline za putnički prostor u stvarnom vremenu. Stoga su u strukturi Na tržištu sustavi upravljanja toplinom novih energetskih vozila dizajnirani s neovisnom elektroničkom pumpom za vodu koja osigurava snagu za cirkulaciju rashladne tekućine. Topli zrak obično koristi električno grijanje. Neovisno električno grijanje PTC dizajnirano je za zagrijavanje rashladne tekućine, a zatim se rashladna tekućina reciklira u Spremnik tople vode u automobilu daje toplinu putničkom prostoru, što je trenutno glavna metoda; postoji i metoda koja izravno zagrijava zrak koji prolazi kroz kutiju isparivača i upuhuje toplinu u automobil kroz ventilator. Ova metoda je trenutno iznimno popularna jer uključuje sigurnost u automobilu. Koristite umjereno.
ⅡVrste sustava upravljanja toplinom baterije
Različite metode upravljanja toplinom baterije uključuju različite brojeve dijelova, strukture i rasporede. Različite vrste sustava upravljanja toplinom odabiru se na temelju troškova razvoja vozila, težine vozila i zahtjeva za prostorom. Njegove glavne tehnologije su: Postoji pet vrsta ruta:
Vrsta izravnog hlađenja
Naziva se tehnologijom izravnog hlađenja baterije, sustav izravnog hlađenja ima ugrađen rashladni isparivač unutar baterije, koji je cjevovodima povezan sa sustavom klimatizacije. Kada bateriju treba ohladiti, kompresor se koristi za slanje komprimirane rashladne tvari u isparivač unutar baterije, a zatim oduzima bateriju. Unutarnja toplina postiže učinak hlađenja. Sustav ima prednosti kompaktne strukture, dobrog učinka hlađenja, malog broja dijelova (potreban je samo jedan ulazni i jedan izlazni rashladni cjevovod) i male težine. Međutim, nedostatak ovog sustava je što ne može osigurati energiju u uvjetima niske temperature ispod nule. Ne postoji zaštita za kondenziranu vodu koja se stvara tijekom zagrijavanja i hlađenja baterije, a ujednačenost temperature rashladnog sredstva je teško kontrolirati. Rashladni sustav ima kratak vijek trajanja i nisku pouzdanost. Često se javljaju kvarovi kao što su curenje rashladnog sredstva i nedovoljan kapacitet hlađenja. Ovo je najnovije u ovom trenutku. Tehnologija hlađenja baterija je relativno nisko razvijena i primijenjena je u masovno proizvedenim modelima na tržištu kao što su BYD i Tesla. To je glavni tehnološki put u budućnosti, kao što je prikazano na slici 1.
Tip vodenog hlađenja radijatora
Krug hlađenja hladnjaka je neovisni krug, koji se sastoji od hladnjaka, elektroničke vodene pumpe, grijača itd., s antifrizom kao medijem. Antifriz izlazi iz radijatora, prolazi kroz grijač, zatim u akumulator i na kraju se vraća u radijator. Ova metoda ciklusa koristi se za hlađenje i zagrijavanje baterije. Sustav ima jednostavnu strukturu, nisku cijenu i ima prednosti uštede energije u okruženjima s niskom temperaturom tijekom cijele godine. Međutim, učinkovitost disipacije topline sustava je niska, a temperatura vode je visoka u klimama s visokim temperaturama ljeti, tako da ne može zadovoljiti zahtjeve okruženja s visokim temperaturama. Za uvjete korištenja pogledajte sliku 2.
Vrsta hlađenja vodom za izravno hlađenje
Ovaj sustav integrira izravno hlađenje i vodeno hlađenje, te premošćuje sustav klimatizacije i sustav vodenog hlađenja preko rashlađivača baterije (koji se naziva i izmjenjivač topline). Ovaj sustav izbjegava nedostatke prva dva načina hlađenja i trenutno je najnapredniji sustav hlađenja. Jedan od često korištenih sustava upravljanja toplinom baterije. Postoji više komponenti sustava od prve dvije, sustav je složeniji, a potreban prostor za raspored dijelova je relativno velik. Opterećenje kompresora je veliko tijekom rada, što troši puno energije za cijelo vozilo i nije ekonomično. Osim toga, kada dio klimatizacijskog sustava otkaže, zahtjev za hlađenjem baterije ne može se zadovoljiti u najvećoj mjeri, vidi sliku 3.
Vodeno hlađeni hibridni tip
Ovaj sustav se temelji na sustavu direktnog hlađenja vodenim hlađenjem i dodaje sustav vodenog hlađenja radijatora. Njih dvoje su raspoređeni u paralelne krugove. Upravljanjem elektromagnetskim ventilom koriste se različiti krugovi za hlađenje baterije pod različitim uvjetima. U okruženjima s niskom temperaturom, mora raditi samo sustav vodenog hlađenja hladnjaka. Kada se nalazite u okolini s visokom temperaturom, prebacite se na sustav hlađenja vodom za izravno hlađenje. Pod teškim radnim uvjetima, dva sustava mogu raditi u isto vrijeme, a baterija također može postići maksimalan kapacitet hlađenja, koji u osnovi može pokriti sva okruženja uporabe. ｡Ovaj sustav hlađenja je izuzetno složen, ima visoku cijenu, zahtijeva veliki prostor za raspored vozila, a strategija upravljanja sustavom je složena. Stabilnost i pouzdanost su izazov. Ovaj se sustav također koristi u većini hibridnih PHEV modela na tržištu i ima razvijenu tehnologiju, vidi sliku 4.
Vrsta zračnog hlađenja
Ovaj sustav kroz cijev izravno vodi hladan zrak iz hlađenja putničkog prostora do akumulatora i koristi hladan zrak za zračno hlađenje akumulatora. Prednosti ovog sustava su jednostavna struktura, kontrolirana temperatura hladnog zraka i niska cijena sustava. Međutim, ima i nedostatke izravnog sustava hlađenja. , sustav nema funkciju grijanja, a kondenzirana voda koja se stvara na površini baterije nije lako osušiti, te postoji rizik od korozije i kontaminacije unutar baterije. Ova vrsta metode upravljanja toplinom općenito se ne preporučuje, pogledajte sliku 5
