Napredak istraživanja upravljanja toplinom električnih vozila
tehnologija integracije sustava
Uvod u sustav upravljanja toplinom
Sustav upravljanja toplinom električnih vozila razvio se iz sustava upravljanja toplinom vozila s tradicionalnim gorivom, a konfiguracija sustava također se postupno razvila od relativne neovisnosti svake petlje upravljanja toplinom do smjera integracije. Budući da nema otpadne topline motora za korištenje, potrebna je dodatna oprema za osiguravanje izvora topline prilikom grijanja putničkog prostora. Trenutno, najčešće korištene metode grijanja u električnim vozilima uključuju pozitivni temperaturni koeficijent (pozitivni temperaturni koeficijent, PTC) grijanje električnim grijačem i grijanje klima uređaja toplinskom pumpom.
Jednostruki rashladni klima uređaj + PTC
Otpor termistora u PTC električnom grijaču povećavat će se s porastom temperature, što će rezultirati smanjenjem snage grijanja. Stoga PTC termistor ima karakteristike konstantne temperature. Zbog jednostavnog sastava i niske cijene PTC sustava grijanja, rani PTC sustavi grijanja Većina električnih vozila koristi rashlađivanje klima uređaja s jednim hlađenjem i grijanje PTC električnim grijačem kako bi se zadovoljile potrebe hlađenja i grijanja putničkog prostora.
Tijekom hlađenja ljeti, isparivač postavljen u zračnom kanalu služi za apsorbiranje topline kako bi se postigla svrha hlađenja. Postoje dvije mogućnosti grijanja. Jedan je postaviti zračni PTC izravno u zračni kanal kutije klima uređaja. Kada postoji potreba za grijanjem, PTC se uključuje da grije zrak. Zrak u kanalu uvodi se u putnički prostor; drugi tip koristi vodu PTC za zagrijavanje sekundarnog rashladnog sredstva, a sekundarno rashladno sredstvo teče u jezgru toplog zraka postavljenu u zračnom kanalu kako bi neizravno zagrijao zrak u zračnom kanalu kako bi zadovoljio zahtjeve za grijanjem.
Toplinska pumpa klima+PTC
Budući da PTC koristi električno grijanje za grijanje, učinkovitost grijanja je manja od 1, tako da ova metoda grijanja može smanjiti domet krstarenja električnih vozila za 50%. Teoretska učinkovitost dizalica topline veća je od 1, pa je korištenje toplinskih pumpi za zamjenu PTC grijanja postalo trend razvoja. ｡Rezultati istraživanja ZHANG-a i sur. [18] pokazuju da sustav toplinske pumpe može uštedjeti 41,3% energije u usporedbi sa sustavom PTC grijača. Budući da većina električnih vozila trenutno koristi R134a kao radni fluid, kada je temperatura okoline niža od -10 stupnjeva, učinkovitost i pouzdanost sustava toplinske pumpe su smanjeni, tako da je još uvijek potreban PTC električni grijač za pomoćno grijanje.
Sustav klimatizacije toplinske pumpe ostvaruje prebacivanje sustava hlađenja, grijanja, odvlaživanja, odmrzavanja i drugih načina rada preko prekidača na tijelu ventila. Četverosmjerni prekretni ventil naširoko se koristi u području klimatizacije kućanstava, a njegova primjena u sustavu klimatizacije toplinske pumpe električnih vozila može To je dobro rješenje za problem preokreta rashladnog sredstva tijekom hlađenja i grijanja sustava. Ovo sustavno rješenje ima manje dijelova, jednostavnu strukturu i nižu cijenu. Međutim, četverosmjerni prekretni ventil ima težak postupak zavarivanja bakra i aluminija i lako je korodiran. Visoki i niski tlak Postoje nedostaci kao što je propuhavanje zraka sa strane, što utječe na rad sustava. Sustavi klimatizacije toplinskih pumpi osobnih vozila uglavnom koriste rješenje s tri izmjenjivača topline od jednog vanjskog izmjenjivača topline i dva unutarnja izmjenjivača topline, a prebacivanje načina rada vrši se preko više elektromagnetskih ventila.
Sustav klima uređaja s toplinskom pumpom koji koristi rashladno sredstvo R134a može brzo zagrijati putnički prostor kada je temperatura okoline iznad 0 stupnjeva. Međutim, kada radi na nižoj temperaturi, zbog smanjenja masenog protoka rashladnog sredstva, sposobnost apsorpcije topline isparavanja je oslabljena; istovremeno se usisni tlak smanjuje. , omjer tlaka kompresora se povećava, što rezultira smanjenom učinkovitošću i oslabljenim performansama sustava. Studije su pokazale da je na temperaturi okoline od -10 stupnjeva , kapacitet grijanja klimatizacijskog sustava toplinske pumpe koji koristi rashladno sredstvo R134a ozbiljno oslabio do te mjere da ne može zadovoljiti zahtjeve za grijanjem kabine. U ovom trenutku, PTC električni grijač treba koristiti za zagrijavanje rashladnog sredstva kako bi se zadovoljile potrebe grijanja sustava. Wang Ying i sur. koristio eksperimentalne metode za usporedbu radnih karakteristika četveroputnog ventila i tri sustava izmjenjivača topline. Rezultati istraživanja pokazuju da je sustav s tri izmjenjivača topline bolji u odmrzavanju. ､Ima više prednosti u odvlaživanju, a energetska učinkovitost sustava četverosmjernog ventila je 7%~15% veća od one sustava s tri izmjenjivača topline.
Klima uređaj s toplinskom pumpom + povrat otpadne topline + PTC
Naša zemlja ima golemu teritoriju i široku temperaturnu zonu, stoga je potrebno proširiti temperaturni raspon koji koriste klima uređaji s toplinskom pumpom. Otpadna toplina motora i baterija vrijedan je izvor topline zimi. Mnogi proizvođači i znanstveno-istraživačke ustanove razmatraju recikliranje ovog dijela topline kao pomoćnog izvora topline kako bi proširili raspon primjene klima uređaja s toplinskom pumpom.
Sustav može ostvariti funkcije kao što su hlađenje putničkog prostora, grijanje, odmrzavanje, odmagljivanje i odvlaživanje. Također može grijati ili hladiti bateriju i pogonski motor. Osim toga, također može povratiti otpadnu toplinu iz baterije i pogonskog motora. Princip rada sustava je sljedeći: Funkcije hlađenja, grijanja, odvlaživanja, odleđivanja i odmagljivanja putničkog prostora ostvaruju se kombinacijom prekidača solenoidnog ventila kruga rashladnog sredstva; hladnjak baterije (Chiller) spojen paralelno s isparivačem dodaje se krugu rashladnog sredstva. Kada baterija ili pogonski uređaj. Kada je motoru potrebno hlađenje, rashladno sredstvo teče kroz sekundarno rashladno sredstvo sekundarnog kruga hlađenja hladnjaka; kada baterija ili pogonski motor nemaju veliku potrebu za odvođenjem topline, stanje trosmjernog ventila može se prebaciti za kontrolu protoka sekundarnog rashladnog sredstva za prijenos topline kroz nisku temperaturu Radijator se ispušta prema van vozilo za hlađenje akumulatora ili pogonskog motora; kada je bateriji potrebno grijanje, PTC pokreće grijanje i ostvaruje funkciju grijanja kroz podešavanje trosmjernog ventila na strani rashladnog sredstva; kada je temperatura okoline niska, dizalica topline. Kada se klima uređaj ne može koristiti, a bateriji ili pogonskom motoru je potrebno raspršivanje topline, sekundarno rashladno sredstvo apsorbira toplinu koja se treba raspršiti na strani baterije ili pogonskog motora. Protječe kroz hladnjak kroz trosmjerni ventil i izmjenjuje toplinu na stranu rashladnog sredstva za zagrijavanje putničkog prostora. Povećava se raspon radne temperature sustava i poboljšava energetska učinkovitost sustava.
