Przegląd układów chłodzenia w pojazdach nowej energii
I. Przegląd systemów chłodzenia
Układ chłodzenia nowego pojazdu energetycznego, dokładniej określany jako system zarządzania temperaturą, ma podstawowe zadanie zapewnienia, że kluczowe elementy, takie jak akumulator, silnik i elektroniczny układ sterowania, działają w optymalnym zakresie temperatur, aby zagwarantować bezpieczeństwo pojazdu, osiągi, żywotność i zasięg.
1. Bezpieczeństwo: zapobiega utracie ciepła spowodowanej przegrzaniem akumulatora.
2. Wydajność: zapewnia, że elektryczny układ napędowy nie ogranicza mocy wyjściowej z powodu przegrzania pod dużym obciążeniem (takim jak szybkie przyspieszanie i-jazda z dużą prędkością).
3. Żywotność: Utrzymywanie temperatury akumulatora w idealnym zakresie (zwykle około 30 stopni) znacznie spowalnia spadek pojemności akumulatora.
4. Zasięg jazdy: Efektywne zarządzanie ciepłem zmniejsza zużycie energii do ogrzewania lub chłodzenia i racjonalnie wykorzystuje ciepło odpadowe, zwiększając w ten sposób rzeczywisty zasięg jazdy.
II. Skład i funkcje systemu zarządzania ciepłem
System zarządzania ciepłem nowego pojazdu energetycznego składa się zazwyczaj z następujących połączonych ze sobą podsystemów:
1. System zarządzania temperaturą akumulatora zasilającego
Jest to rdzeń i najtrudniejszy aspekt całego systemu.
(1) Cel:Aby utrzymać jednolitą temperaturę pakietu baterii i utrzymać ją w optymalnym oknie operacyjnym w środowisku zewnętrznym w zakresie od -30 stopni do 55 stopni.
(2) Metody chłodzenia:
① Chłodzenie powietrzem: prosta konstrukcja i niski koszt, ale niska wydajność chłodzenia i słaba równomierność temperatury; stosowane głównie we wczesnych lub-modelach z niższego asortymentu.
② Chłodzenie cieczą: Obecnie najpopularniejsze rozwiązanie. Wymiana ciepła odbywa się poprzez płyn chłodzący przepływający przez płytki chłodzące ciecz w akumulatorze. Wysoka wydajność, dobra równomierność temperatury, szybkie ładowanie i wysoka moc wyjściowa.
③ Chłodzenie bezpośrednie (chłodzenie czynnikiem chłodniczym): wykorzystuje czynnik chłodniczy klimatyzacji do bezpośredniego odparowania i absorpcji ciepła z akumulatora; najszybszą prędkość chłodzenia, ale system jest złożony i kosztowny.
(3) Metody ogrzewania:
① Nagrzewnica PTC: podzielona na-ogrzewany powietrzem PTC (powietrze grzewcze) i-ogrzewany wodą PTC (chłodziwo grzewcze). Ten ostatni jest obecnie bardziej mainstreamowy i można go zintegrować z układem chłodzenia cieczą.
② Integracja klimatyzacji z pompą ciepła: Pochłania ciepło z otoczenia; jego współczynnik efektywności energetycznej jest znacznie wyższy niż PTC, co czyni go kluczową technologią poprawiającą zasięg w zimie.
2. System zarządzania temperaturą sterowania silnikiem i układem elektrycznym
(1) Cel: rozproszenie ciepła z komponentów-o dużej mocy, takich jak silnik, sterownik silnika (falownik) i-wbudowana ładowarka, zapobiegając pogorszeniu wydajności lub uszkodzeniom spowodowanym wysokimi temperaturami.
(2) Metoda: Stosuje się głównie chłodzenie cieczą. Zwykle dzieli obieg płynu chłodzącego z układem chłodzenia cieczą akumulatora, ale jest odgałęziony i kontrolowany przez zawory, wymienniki ciepła i inne komponenty.
3. System zarządzania temperaturą klimatyzacji (w kokpicie).
(1) Cel: Zapewnienie chłodzenia i ogrzewania kabiny pasażerskiej.
(2) Chłodzenie: Podobnie jak w tradycyjnych samochodach, do osiągnięcia cyklu chłodzenia wykorzystuje sprężarkę elektryczną.
(3) Ogrzewanie:
① Ogrzewanie PTC: Wczesne rozwiązanie, zapewniające szybkie ogrzewanie, ale charakteryzujące się wyjątkowo wysokim zużyciem energii, poważnie wpływające na zasięg zimowy.
② Klimatyzacja z pompą ciepła: obecny-najwyższy i główny trend rozwojowy. Wykorzystuje cztero-drogowy zawór odwracający do przełączania przepływu czynnika chłodniczego, „przenosząc” ciepło z powietrza zewnętrznego o niskiej-temperaturze do wnętrza pojazdu, osiągając współczynnik efektywności energetycznej 2–3 razy wyższy niż w przypadku PTC.
III. Główne tryby pracy
1. Praca w wysokich-letnich temperaturach
(1) Akumulator/silnik wymaga odprowadzania ciepła, kabina wymaga chłodzenia.
(2) System nadaje priorytet klimatyzacji do chłodzenia kabiny i wykorzystuje układ chłodniczy do wydajnego chłodzenia akumulatora.
(3) Ciepło silnika jest rozpraszane przez grzejnik o niskiej-temperaturze.
2. Zimowa praca w niskiej-temperaturze (bez pompy ciepła)
(1) Akumulator wymaga ogrzewania, kabina wymaga ogrzewania.
(2) Opiera się głównie na-silniku PTC o dużej mocy, co skutkuje wyjątkowo wysokim zużyciem energii i znacznie zmniejszonym zasięgiem.
3. Praca w niskich-zimowych temperaturach (z pompą ciepła i odzyskiem ciepła odpadowego)
(1) Tryb idealny. Pompa ciepła pobiera ciepło z otoczenia na potrzeby kabiny.
(2) Ciepło odpadowe z elektrycznego układu napędowego jest gromadzone i wykorzystywane w pierwszej kolejności do ogrzewania akumulatora; pozostałe ciepło wspomaga ogrzewanie kabiny.
(3) Znacząco zmniejsza częstotliwość użycia PTC, skutecznie poprawiając zasięg w zimie.
4. Szybkie ładowanie
(1) Ładowanie-wysokoprądowym generuje dużą ilość ciepła, co wymaga aktywnego chłodzenia.
(2) System uruchamia klimatyzator i wykorzystuje układ chłodzenia do chłodzenia akumulatora, aby zapewnić szybkość i bezpieczeństwo ładowania.
