Wprowadzenie do wiedzy na temat zarządzania ciepłem w motoryzacji
Samochód jest złożonym produktem przemysłowym, składającym się z wielu części i zespołów, a temperatura pracy każdej części i temperatura tolerancji materiału są różne. Tylko zapewnienie ich pracy w odpowiedniej temperaturze może zagwarantować bezpieczną, wydajną i stabilną pracę samochodu. Samochodowy system zarządzania temperaturą opiera się na systemie i całym pojeździe oraz koordynuje ciepło całego pojazdu i ciepło otoczenia, aby każdy element pracował w optymalnym zakresie temperatur.
Tradycyjne zarządzanie ciepłem w motoryzacji obejmuje głównie chłodzenie silnika i skrzyni biegów oraz zarządzanie ciepłem układu klimatyzacji.
Zarządzanie temperaturą nowego pojazdu energetycznego obejmuje zarządzanie temperaturą silnika i elektronicznego układu sterowania, zarządzanie temperaturą układu akumulatora oraz zarządzanie temperaturą klimatyzacji w kabinie pasażerskiej.
System zarządzania ciepłem
1. Różnica pomiędzy pojazdami spalinowymi a pojazdami elektrycznymi
Podążając za trendem elektryfikacji, system zarządzania temperaturą całego pojazdu uległ poważnym zmianom. Nowe pojazdy energetyczne nieposiadające silników cieplnych wymagają dodatkowych urządzeń wytwarzających ciepło, aby utrzymać efektywną pracę całego układu. Wrażliwość akumulatorów na wysoką temperaturę powoduje, że złożoność i udoskonalenie zarządzania ciepłem w pojazdach nowych źródeł energii stale rośnie. Nadal istnieje duża różnica pomiędzy zarządzaniem ciepłem w pojazdach zasilanych nowymi energią a systemem zarządzania ciepłem w pojazdach napędzanych paliwem.
1. Tradycyjne pojazdy wykorzystują ciepło płuc silnika do ogrzewania kabiny pasażerskiej, natomiast nowe pojazdy zasilane energią wymagają urządzeń grzewczych do wytwarzania ciepła.
Tradycyjne pojazdy z silnikiem spalinowym wykorzystują ciepło odpadowe wytwarzane przez silnik, regulują je do odpowiedniej temperatury poprzez rdzeń nagrzewnicy i wdmuchują je do kokpitu przez dmuchawę, aby osiągnąć cel ogrzewania kabiny pasażerskiej.
Ponieważ nowe pojazdy energetyczne nie są wyposażone w ciepło wytwarzane przez silnik spalinowy, dodatkowe ciepło mogą pozyskać jedynie z zewnątrz systemu poprzez dodatkowe ogrzewanie za pomocą rezystora PTC lub klimatyzację z pompą ciepła w celu ogrzania kabiny pasażerskiej.
2. Zarządzanie ciepłem tradycyjnych samochodowych systemów zasilania polega głównie na chłodzeniu, a akumulator musi być chłodzony i podgrzewany.
Po pracy silnika i skrzyni biegów tradycyjnych pojazdów z silnikiem spalinowym na wysokich obrotach powstaje duża ilość ciepła odpadowego, które należy w odpowiednim czasie odprowadzić, aby zapewnić wydajną i stabilną pracę mechanizmu. Dlatego tradycyjny samochodowy system zasilania polega głównie na rozpraszaniu ciepła.
Wydajność akumulatorów pojazdów nowej generacji jest wrażliwa na temperaturę. Wydajność baterii jest najlepsza w temperaturze 15–35 stopni. Dlatego system zarządzania temperaturą akumulatora musi zawsze kontrolować temperaturę akumulatora w odpowiednim zakresie temperatur, aby zmaksymalizować wydajność akumulatora.
W porównaniu z pojazdami napędzanymi paliwem system zarządzania temperaturą w pojazdach nowych na energię składa się z większej liczby elementów i jest bardziej złożony. Główne zmiany podsumowano w następujący sposób:
Zmiana 1: Dywersyfikacja komponentów, zwiększenie liczby części elektrycznych i wiele nowych części, takich jak sprężarki elektryczne, grzejniki PTC, elektromagnetyczne zawory rozprężne, płytki wodne chłodzące akumulator, elektromagnetyczne zawory zmiany kierunku jazdy itp.
Zmiana 2: Złożony system, zwiększony układ zarządzania ciepłem. Podczas ogrzewania powstają systemy grzewcze PTC i pompy ciepła. Trzyelektryczny system zarządzania temperaturą to całkowicie nowy system, który musi obejmować całe podwozie.
Zmiana 3: Udoskonalona kontrola temperatury, wyższe wymagania dotyczące oprogramowania i sprzętu. Układ trójelektryczny jest bardziej wrażliwy na temperaturę niż silnik. Na poziomie sprzętowym: należy zastosować dużą liczbę czujników P/T; na poziomie oprogramowania: należy w większym stopniu wykorzystywać podzielone na segmenty scenariusze i inteligentne tryby.