Analiza technologii zarządzania ciepłem
Akumulator zasilany wyłącznie pojazdem elektrycznym
Technologia zarządzania temperaturą akumulatora zasilającego
1. Chłodzenie akumulatora
Ogólnie rzecz biorąc, metody chłodzenia akumulatorów w pojazdach czysto elektrycznych obejmują głównie chłodzenie powietrzem, chłodzenie cieczą i chłodzenie bezpośrednie.
1) Technologia chłodzenia powietrzem (chłodzenia powietrzem) wykorzystuje naturalny wiatr lub zimne powietrze wytwarzane przez układ chłodniczy pojazdu w celu usunięcia ciepła poprzez konwekcję cieplną lub przewodzenie ciepła w celu osiągnięcia chłodzenia akumulatora. Technologia chłodzenia powietrzem charakteryzuje się prostym systemem, niskim kosztem i łatwą konserwacją i jest szeroko stosowana.
2) Technologia chłodzenia cieczą wykorzystuje ciecz jako nośnik ciepła, a ciecz odbiera ciepło podczas przepływu przez rury wewnątrz akumulatora. Ciecz stosowana w chłodzeniu cieczą to głównie płyn chłodzący, który krąży w układzie chłodzenia pojazdu. Ciepło odprowadzane przez płyn chłodzący jest tracone do powietrza przez chłodnicę. Niektóre pojazdy są wyposażone w wymiennik ciepła zwany agregatem chłodniczym w układzie chłodzenia, który łączy układ chłodzenia pojazdu z układem chłodniczym w celu zwiększenia efektu chłodzenia układu. W porównaniu z technologią chłodzenia powietrzem, technologia chłodzenia cieczą charakteryzuje się dużą wydajnością chłodzenia, dobrą jednorodnością i dużą prędkością.
3) Technologia chłodzenia bezpośredniego wykorzystuje czynnik chłodniczy w układzie chłodniczym do bezpośredniego odbierania ciepła z akumulatora. Wewnątrz akumulatora zasilającego zamontowany jest zespół zaworu rozprężnego i parownika. Czynnik chłodniczy odparowuje i pochłania ciepło w parowniku. Ponieważ technologia chłodzenia bezpośredniego nie obejmuje wymiennika ciepła stosowanego w technologii chłodzenia cieczą, chłodzenie bezpośrednie jest bardziej wydajne. Jednakże, gdy akumulator się ochładza, część czynnika chłodniczego z układu chłodniczego musi zostać usunięta, co wpłynie na efekt chłodzenia kabiny pasażerskiej i zmniejszy komfort.
2 Ogrzewanie akumulatora
Istnieją dwa główne rodzaje technologii ogrzewania akumulatorów energetycznych: samonagrzewanie akumulatora i wykorzystanie zewnętrznych elementów grzejnych. Samonagrzewanie akumulatora, jak sama nazwa wskazuje, wykorzystuje ciepło wytwarzane przez akumulator podczas ładowania i rozładowywania w celu podniesienia temperatury akumulatora. Jednak ta metoda ma powolną wydajność ogrzewania i została w zasadzie zarzucona.
Głównym zastosowaniem zewnętrznych elementów grzejnych jest folia grzewcza i PTC. Folia grzewcza znajduje się blisko powierzchni modułu akumulatorowego i generuje ciepło w celu podniesienia temperatury akumulatora po włączeniu zasilania. Metody ogrzewania akumulatorów są podobne do metod chłodzenia i istnieją trzy typy: ogrzewanie powietrzem, podgrzewanie wody i bezpośrednie ogrzewanie czynnikiem chłodniczym.
3 System zarządzania temperaturą
Gdy akumulator jest chłodzony i podgrzewany, można niezależnie wybrać różne metody. Jednakże w miarę coraz większej integracji pojazdów, stawiane są również wyższe wymagania systemowi zarządzania temperaturą pojazdu. Dlatego pojawiły się systemy zarządzania temperaturą, które mogą zarówno chłodzić, jak i podgrzewać akumulator. W niektórych pojazdach opracowano nawet wysoce zintegrowane systemy zarządzania temperaturą, wykorzystujące klimatyzatory z pompą ciepła, które łączą układ chłodzenia pojazdu, chłodzenie/ogrzewanie akumulatora elektrycznego oraz chłodzenie i ogrzewanie kabiny pasażerskiej. Trzy główne systemy są organicznie połączone.
Obudowa systemu zarządzania temperaturą pojazdu
1. Architektura systemu zarządzania ciepłem
Architekturę systemu zarządzania ciepłem w pewnym pojeździe elektrycznym pokazano na rysunku 1. Ten system zarządzania ciepłem wykorzystuje klimatyzator z pompą ciepła, aby osiągnąć organiczną jedność bezpośredniego chłodzenia i ogrzewania akumulatora, chłodzenia elektrycznego układu napędowego i chłodzenia i ogrzewanie kabiny pasażerskiej. W obwodzie napędu elektrycznego utworzony jest oddzielny obieg chłodzenia wodą, który jest podłączony do układu pompy ciepła poprzez płytowy wymiennik ciepła do wymiany ciepła, który może realizować funkcje odzysku ciepła odpadowego i ogrzewania kabiny; w mroźną zimę, aby rozwiązać problem słabego efektu grzewczego klimatyzatorów z pompą ciepła, dopasowanie PTC w celu zwiększenia efektu ogrzewania kabiny pasażerskiej. System zarządzania temperaturą umożliwia chłodzenie i ogrzewanie w wielu trybach.
2. Zasada systemu zarządzania ciepłem
Ponieważ system ma wiele trybów pracy, w tym artykule przedstawiono jedynie zasadę działania trybów chłodzenia i ogrzewania, w których konieczne jest chłodzenie akumulatora lub kabiny pasażerskiej.
1) Zasada chłodzenia akumulatora zasilającego. Gdy temperatura akumulatora jest wysoka i wymaga schłodzenia, zawór elektromagnetyczny klimatyzacji i chłodzenia, zawór elektromagnetyczny wymiany ciepła powietrza, elektroniczny zawór rozprężny akumulatora i zawór elektromagnetyczny chłodzenia akumulatora w układzie są otwarte (zawór elektromagnetyczny ogrzewania akumulatora jest zamknięty). , a gdy czynnik chłodniczy przepływa przez elektroniczny zawór rozprężny akumulatora, po dławieniu i rozprężeniu, odparowuje i pochłania ciepło w płytowym wymienniku ciepła pakietu akumulatorów, odbierając ciepło, aby osiągnąć cel chłodzenia akumulatora. Jeśli kabina pasażerska również potrzebuje w tym czasie schłodzenia, wystarczy otworzyć elektroniczny zawór rozprężny układu chłodzenia (zawór elektromagnetyczny klimatyzacji i ogrzewania jest zamknięty), a część czynnika chłodniczego odparuje i pochłonie ciepło w parowniku w samochodzie osiągnąć chłodzenie kabiny pasażerskiej.
2) Zasada nagrzewania akumulatora mocy. Gdy temperatura akumulatora jest niska i wymaga podgrzania, zawór elektromagnetyczny ogrzewania akumulatora, elektroniczny zawór rozprężny akumulatora, zawór elektromagnetyczny wymiany ciepła źródła wody i zawór elektromagnetyczny ogrzewania klimatyzacji w układzie otwierają się (elektroniczny zawór rozprężny ogrzewania, klimatyzacja i chłodnictwo zawór elektromagnetyczny, zawór elektromagnetyczny wymiany ciepła powietrza, elektroniczny zawór rozprężny układu chłodniczego jest zamknięty), a czynnik chłodniczy o wysokiej temperaturze sprężony przez sprężarkę przepływa przez płytowy wymiennik ciepła zestawu akumulatorów w celu ogrzania akumulatora niskotemperaturowego. Po podgrzaniu temperatura czynnika chłodniczego spada, przepływa przez płytowy wymiennik ciepła, pochłania ciepło z obwodu napędu elektrycznego i realizuje odzysk ciepła odpadowego. Jeśli kabina pasażerska również potrzebuje w tym czasie ogrzewania, wystarczy otworzyć elektroniczny zawór rozprężny ogrzewania, a część wysokotemperaturowego czynnika chłodniczego przepływa przez skraplacz w samochodzie, oddając ciepło do kabiny pasażerskiej, a następnie łączy się z akumulator podgrzewa czynnik chłodniczy przed płytowym wymiennikiem ciepła, aby kontynuować udział w cyklu. . Jeżeli temperatura otoczenia jest bardzo niska, system włącza dodatkowe ogrzewanie kabiny PTC.
