Napredak istraživanja upravljanja toplinom električnih vozila
Tehnologija integracije sustava
1. Uvod u sustav toplinskog upravljanja
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 kako bi se osigurao izvor topline za grijanje putničkog prostora. Trenutno, najčešće korištene metode grijanja za električna vozila uključuju grijanje električnim grijačem s pozitivnim temperaturnim koeficijentom (PTC) i grijanje toplinskom pumpom klima uređaja.
1.1 Klima uređaj s jednim hlađenjem + PTC
Otpor termistora u PTC električnom grijaču će se povećavati s porastom temperature, što će rezultirati smanjenjem snage grijanja, tako da PTC termistor ima karakteristike konstantne temperature. Zbog jednostavnog sastava i niske cijene PTC sustava grijanja, većina ranih električnih vozila koristila je rashlađivanje klima uređaja s jednim hlađenjem i grijanje PTC električnim grijačem kako bi se postigla potreba za hlađenjem i grijanjem putničkog prostora. Slika 1 je dijagram sustava jednog rashladnog klima uređaja + PTC. Tijekom ljetnog hlađenja, isparivač smješten u zračnom kanalu koristi se za apsorbiranje topline za postizanje svrhe hlađenja. Postoje dvije mogućnosti grijanja. Jedan je postavljanje PTC-a izravno u zračni kanal kutije klima uređaja kao što je prikazano na slici 1(a). Kada postoji potreba za grijanjem, PTC se napaja i zrak u grijanom zračnom kanalu prolazi u putnički prostor; drugi je Kao što je prikazano na slici 1(b), vodeni PTC zagrijava rashladno sredstvo, a rashladno sredstvo teče u jezgru toplog zraka postavljenu u zračnom kanalu, neizravno zagrijavajući zrak u zračnom kanalu kako bi zadovoljio zahtjeve za grijanjem.
1.2 Klima uređaj s toplinskom pumpom + PTC
Budući da PTC koristi električno grijanje, a učinkovitost grijanja je manja od 1, ova metoda grijanja može smanjiti domet krstarenja električnih vozila za 50%. Teoretska učinkovitost dizalica topline veća je od 1, a korištenje toplinskih pumpi umjesto PTC grijanja postalo je razvojni trend.
Klima uređaj s toplinskom pumpom + PTC sustav pomoću elektromagnetskog četveroputnog povratnog ventila i tri izmjenjivača topline. Sustav klimatizacije toplinske pumpe ostvaruje prebacivanje načina hlađenja, grijanja, odvlaživanja, odmrzavanja i drugih načina rada sustava preko prekidača na tijelu ventila. Četverosmjerni preklopni ventil naširoko se koristi u području klimatizacije kućanstva. Njegova primjena u sustavu klimatizacije toplinske pumpe električnih vozila može dobro riješiti problem preokreta rashladnog sredstva tijekom hlađenja i grijanja sustava, kao što je prikazano na slici 2(a). Ovo sustavno rješenje ima manje dijelova, jednostavnu strukturu i nisku cijenu. Međutim, četverosmjerni reverzibilni ventil ima nedostatke kao što je postupak zavarivanja bakra i aluminija težak i lako korodira. Na visokotlačnoj i niskotlačnoj strani ima upuhanog plina, što utječe na performanse sustava. Sustavi klimatizacije toplinskih pumpi za osobna vozila uglavnom koriste rješenje s tri izmjenjivača topline s jednim vanjskim izmjenjivačem topline i dva unutarnja izmjenjivača topline, a prebacivanje načina rada vrši se preko više elektromagnetskih ventila, kao što je prikazano na slici 2(b).
1.3 Klima uređaj s toplinskom pumpom + povrat otpadne topline + PTC
Naša zemlja ima ogroman teritorij i široku temperaturnu zonu, pa je potrebno proširiti temperaturni raspon klima uređaja s toplinskom pumpom. Otpadna toplina iz motora i baterija vrijedan je izvor topline zimi. Mnogi proizvođači i znanstveno-istraživačke ustanove razmatraju povrat ove topline kao pomoćnog izvora topline kako bi proširili opseg uporabe klima uređaja s toplinskom pumpom.
Slika 3 je dijagram sustava upravljanja toplinom električnog vozila koji koristi klima uređaj toplinske pumpe + povrat otpadne topline + PTC. Ovaj sustav može ostvariti funkcije kao što su hlađenje putničke kabine, grijanje, odmrzavanje, odmagljivanje i odvlaživanje, a također može grijati ili hladiti bateriju i pogonski motor. , osim toga, može se postići povrat otpadne topline iz baterija i pogonskih motora. Princip rada ovog 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 motor imaju potrebe za hlađenjem, rashladno sredstvo teče kroz hladnjak kako bi ohladilo sekundarno rashladno sredstvo u sekundarnom krugu; kada baterija ili pogonski motor nemaju veliku potrebu za odvođenjem topline, stanje trosmjernog ventila može se prebaciti za kontrolu sekundarnog rashladnog sredstva. Smjer protoka, toplina se odvodi prema vanjskoj strani vozila kroz niskotemperaturni hladnjak radi hlađenja 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 okolina Kada je temperatura niska, klima uređaj toplinske crpke ne može se koristiti, a baterija ili pogonski motor trebaju raspršiti toplinu, sekundarno rashladno sredstvo apsorbira toplinu koju treba raspršiti na strani baterije ili pogonskog motora, teče kroz tri -putni ventil kroz hladnjak i izmjenjuje toplinu na stranu rashladnog sredstva. Grijanje putničkog prostora proširuje raspon radne temperature sustava i poboljšava energetsku učinkovitost sustava.
