Nuo 2014 m. elektromobilių pramonė pamažu įkaista. Tarp jų – elektromobilių šiluminis valdymas. Kadangi elektromobilių nuvažiuojamas atstumas priklauso ne tik nuo akumuliatoriaus energijos tankio, bet ir nuo transporto priemonės šiluminio valdymo sistemos technologijos, akumuliatoriaus šiluminio valdymo sistema taip pat...patirtispradėjo procesą nuo nulio – nuo aplaidumo iki dėmesio.
Taigi, šiandien pakalbėkime apieelektrinių transporto priemonių šiluminis valdymas, ką jie valdo?
Elektromobilių ir tradicinių transporto priemonių šilumos valdymo panašumai ir skirtumai
Šis punktas iškeliamas į pirmą vietą, nes automobilių pramonei įžengus į naująją energetikos erą, labai pasikeitė šilumos valdymo apimtis, įgyvendinimo metodai ir komponentai.
Čia nereikia daugiau pasakoti apie tradiciniais degalais varomų transporto priemonių terminio valdymo architektūrą, o profesionalūs skaitytojai aiškiai pasakė, kad tradicinis terminis valdymas daugiausia apimaoro kondicionavimo šiluminio valdymo sistema ir jėgos agregato šiluminio valdymo posistemė.
Elektromobilių šilumos valdymo architektūra pagrįsta degalų transporto priemonių šilumos valdymo architektūra ir prie jos pridedama elektros variklio elektroninė šilumos valdymo sistema bei akumuliatoriaus šilumos valdymo sistema. Skirtingai nuo degalų transporto priemonių, elektromobiliai yra jautresni temperatūros pokyčiams, temperatūra yra pagrindinis veiksnys, lemiantis jų saugumą, veikimą ir tarnavimo laiką, o šilumos valdymas yra būtina priemonė palaikyti tinkamą temperatūros diapazoną ir vienodumą. Todėl akumuliatoriaus šilumos valdymo sistema yra ypač svarbi, o akumuliatoriaus šilumos valdymas (šilumos išsklaidymas / šilumos laidumas / šilumos izoliacija) yra tiesiogiai susijęs su akumuliatoriaus saugumu ir galios pastovumu po ilgalaikio naudojimo.
Taigi, kalbant apie detales, daugiausia yra šie skirtumai.
Įvairūs oro kondicionierių šilumos šaltiniai
Tradicinio kuro sunkvežimio oro kondicionavimo sistemą daugiausia sudaro kompresorius, kondensatorius, išsiplėtimo vožtuvas, garintuvas, vamzdynas ir kiti elementaikomponentai.
Aušinant, kompresorius atlieka šaldymo agento (šaldymo agento) darbą, o automobilyje esanti šiluma pašalinama, kad sumažėtų temperatūra – tai ir yra šaldymo principas.kompresoriaus darbas turi būti varomas variklio, šaldymo procesas padidins variklio apkrovą, todėl sakome, kad vasaros oro kondicionierius kainuoja daugiau alyvos.
Šiuo metu beveik visas degalų naudojimas transporto priemonių šildymui yra variklio aušinimo skysčio šilumos panaudojimas – didelis variklio susidarančios šilumos kiekis gali būti panaudotas oro kondicionieriui šildyti. Aušinimo skystis teka per šilumokaitį (dar vadinamą vandens baku) šilto oro sistemoje, o pūstuvo transportuojamas oras yra šildomas su variklio aušinimo skysčiu, oras pašildomas ir tada tiekiamas į automobilį.
Tačiau šaltoje aplinkoje variklis turi ilgai veikti, kad vandens temperatūra pakiltų iki tinkamos, o naudotojas turi ilgai kęsti šaltį automobilyje.
Naujų energiją varomų transporto priemonių šildymas daugiausia grindžiamas elektriniais šildytuvais, elektriniuose šildytuvuose yra vėjo šildytuvai ir vandens šildytuvai. Oro šildytuvo principas yra panašus į plaukų džiovintuvo principą, kuris tiesiogiai šildo cirkuliuojantį orą per šildymo plokštę, taip tiekdamas karštą orą į automobilį. Vėjo šildytuvo privalumas yra tas, kad šildymo laikas yra greitas, energijos vartojimo efektyvumo koeficientas yra šiek tiek didesnis, o šildymo temperatūra yra aukšta. Trūkumas yra tas, kad šildymo vėjas yra ypač sausas, todėl žmogaus kūnas jaučiasi sausas. Vandens šildytuvo principas yra panašus į elektrinio vandens šildytuvo principą, kuris šildo aušinimo skystį per šildymo plokštę, o aukštos temperatūros aušinimo skystis teka per šilto oro šerdį ir tada šildo cirkuliuojantį orą, kad būtų pasiektas salono šildymas. Vandens šildytuvo šildymo laikas yra šiek tiek ilgesnis nei oro šildytuvo, tačiau jis taip pat yra daug greitesnis nei degalų transporto priemonės, o vandens vamzdis praranda šilumą žemoje temperatūroje, o energijos vartojimo efektyvumas yra šiek tiek mažesnis. „Xiaopeng G3“ naudoja aukščiau paminėtą vandens šildytuvą.
Nesvarbu, ar tai vėjo, ar vandens šildymas, elektrinėms transporto priemonėms reikalingos baterijos elektros energijai tiekti, o didžioji dalis elektros energijos suvartojamaoro kondicionierius šildymas žemoje temperatūroje. Dėl to sumažėja elektromobilių nuvažiuojamas atstumas žemoje temperatūroje.
Palygintiredaguota su Dėl lėto kuro transporto priemonių šildymo greičio žemoje temperatūroje problema, elektrinio šildymo naudojimas elektrinėms transporto priemonėms gali gerokai sutrumpinti šildymo laiką.
Baterijų šiluminis valdymas
Palyginti su degalų transporto priemonių variklio šilumos valdymu, elektrinių transporto priemonių energijos sistemos šilumos valdymo reikalavimai yra griežtesni.
Kadangi geriausias akumuliatoriaus veikimo temperatūros diapazonas yra labai mažas, paprastai akumuliatoriaus temperatūra turi būti nuo 15 iki 40 °C.° C. Tačiau transporto priemonių dažniausiai naudojama aplinkos temperatūra yra -30–40 °C.° C, o realių naudotojų vairavimo sąlygos yra sudėtingos. Šilumos valdymo valdymas turi efektyviai identifikuoti ir nustatyti transporto priemonių vairavimo sąlygas ir akumuliatorių būseną, atlikti optimalią temperatūros kontrolę ir siekti energijos suvartojimo, transporto priemonės našumo, akumuliatoriaus našumo ir komforto pusiausvyros.
Siekiant sumažinti nerimą dėl nuvažiuojamo atstumo, elektromobilių akumuliatoriaus talpa tampa vis didesnė, o energijos tankis – vis didesnis; tuo pačiu metu būtina išspręsti per ilgo įkrovimo laukimo laiko problemą vartotojams, todėl atsirado greitas įkrovimas ir itin greitas įkrovimas.
Kalbant apie šilumos valdymą, didelės srovės greitasis įkrovimas sukelia didesnį šilumos išsiskyrimą ir didesnes akumuliatoriaus energijos sąnaudas. Kai akumuliatoriaus temperatūra įkrovimo metu yra per aukšta, tai gali ne tik kelti pavojų saugumui, bet ir sukelti problemų, tokių kaip sumažėjęs akumuliatoriaus efektyvumas ir pagreitėjęs akumuliatoriaus tarnavimo laiko trumpėjimas.šilumos valdymo sistemayra rimtas išbandymas.
Elektromobilių terminis valdymas
Keleivių kabinos komforto reguliavimas
Transporto priemonės vidaus šiluminė aplinka tiesiogiai veikia keleivių komfortą. Kartu su sensoriniu žmogaus kūno modeliu, srauto ir šilumos perdavimo kabinoje tyrimas yra svarbi priemonė siekiant pagerinti transporto priemonės komfortą ir našumą. Nuo kėbulo konstrukcijos konstrukcijos, oro kondicionavimo išleidimo angos, saulės spindulių veikiamo transporto priemonės stiklo ir viso kėbulo konstrukcijos kartu su oro kondicionavimo sistema, atsižvelgiama į poveikį keleivių komfortui.
Vairuodami transporto priemonę, vartotojai turėtų patirti ne tik vairavimo pojūtį, kurį suteikia didelė transporto priemonės galia, bet ir salono aplinkos komfortą.
Maitinimo akumuliatoriaus veikimo temperatūros reguliavimo valdiklis
Naudojant bateriją, kyla daug problemų, ypač dėl baterijos temperatūros. Ličio baterijų galios slopinimas itin žemoje temperatūroje yra rimtas, o aukštoje temperatūroje kyla pavojus saugai. Naudojant bateriją ekstremaliomis sąlygomis, labai tikėtina, kad ji bus pažeista, todėl sumažės baterijos veikimas ir tarnavimo laikas.
Pagrindinis šilumos valdymo tikslas – užtikrinti, kad akumuliatorių blokas visada veiktų tinkamame temperatūros diapazone, kad būtų palaikoma geriausia akumuliatoriaus bloko veikimo būklė. Akumuliatoriaus šilumos valdymo sistema daugiausia apima tris funkcijas: šilumos išsklaidymą, pašildymą ir temperatūros išlyginimą. Šilumos išsklaidymas ir pašildymas daugiausia reguliuojami atsižvelgiant į galimą išorinės aplinkos temperatūros poveikį akumuliatoriui. Temperatūros išlyginimas naudojamas siekiant sumažinti temperatūros skirtumą akumuliatorių bloke ir užkirsti kelią greitam gedimui, kurį sukelia tam tikros akumuliatoriaus dalies perkaitimas.
Šiuo metu rinkoje esančių elektromobilių akumuliatorių šilumos valdymo sistemos daugiausia skirstomos į dvi kategorijas: oru aušinamas ir skysčiu aušinamas.
Principasoru vėsinama šilumos valdymo sistema labiau panašus į kompiuterio šilumos išsklaidymo principą, vienoje akumuliatoriaus bloko dalyje įmontuotas aušinimo ventiliatorius, o kitame gale yra ventiliacijos anga, kuri ventiliatoriaus darbo metu pagreitina oro srautą tarp akumuliatorių, kad pašalintų akumuliatoriaus skleidžiamą šilumą jam veikiant.
Paprastai tariant, oro aušinimas reiškia, kad prie akumuliatoriaus bloko šono pridedamas ventiliatorius, kuris aušina akumuliatorių bloką, tačiau ventiliatoriaus pučiamą orą veikia išoriniai veiksniai, o oro aušinimo efektyvumas sumažėja, kai lauko temperatūra yra aukštesnė. Lygiai taip pat, kaip ventiliatoriaus pūtimas karštą dieną neatvėsina. Oro aušinimo privalumas yra paprasta konstrukcija ir maža kaina.
Skysčio aušinimas pašalina akumuliatoriaus veikimo metu susidarančią šilumą per aušinimo skystį, esantį akumuliatoriaus viduje esančiame aušinimo vamzdyne, taip sumažinant akumuliatoriaus temperatūrą. Faktiškai naudojant skystą terpę, gaunamas didelis šilumos perdavimo koeficientas, didelė šilumos talpa ir greitesnis aušinimo greitis, o „Xiaopeng G3“ naudoja skysčio aušinimo sistemą, pasižyminčią didesniu aušinimo efektyvumu.
Paprastai tariant, skysčio aušinimo principas yra toks: akumuliatorių bloke yra įrengtas vandens vamzdis. Kai akumuliatorių bloko temperatūra per aukšta, į jį pilamas šaltas vanduo, o šiluma pašalinama šaltu vandeniu, kad akumuliatorius atvėstų. Jei akumuliatorių bloko temperatūra per žema, jį reikia pašildyti.
Kai transporto priemonė važiuoja energingai arba greitai įkraunama, įkrovimo ir iškrovimo metu išsiskiria daug šilumos. Kai akumuliatoriaus temperatūra per aukšta, įjungiamas kompresorius, ir žemos temperatūros šaltnešis teka per aušinimo skystį akumuliatoriaus šilumokaičio aušinimo vamzdyje. Žemos temperatūros aušinimo skystis teka į akumuliatoriaus bloką, kad pašalintų šilumą, todėl akumuliatorius gali palaikyti optimalią temperatūros diapazoną, o tai labai pagerina akumuliatoriaus saugumą ir patikimumą automobilio naudojimo metu ir sutrumpina įkrovimo laiką.
Labai šaltą žiemą dėl žemos temperatūros sumažėja ličio baterijų aktyvumas, labai sumažėja jų našumas ir negalima atlikti didelio galingumo iškrovimo ar greito įkrovimo. Tokiu atveju įjunkite vandens šildytuvą, kad šildytumėte aušinimo skystį akumuliatoriaus grandinėje, o aukštos temperatūros aušinimo skystis įkaitins akumuliatorių. Tai užtikrins greitą transporto priemonės įkrovimą ir ilgą nuvažiuojamą atstumą žemoje temperatūroje.
Elektrinės pavaros elektroninis valdymas ir didelės galios elektrinių dalių aušinimo šilumos išsklaidymas
Naujos energijos transporto priemonės pasiekė išsamias elektrifikavimo funkcijas, o degalų sistema buvo pakeista į elektrinę. Akumuliatoriaus galia siekia iki370 V nuolatinė įtampa tiekti energiją, aušinti ir šildyti transporto priemonę bei tiekti energiją įvairiems automobilio elektriniams komponentams. Transporto priemonei važiuojant, didelės galios elektriniai komponentai (pvz., varikliai, nuolatinės srovės ir nuolatinės srovės, variklių valdikliai ir kt.) generuoja daug šilumos. Dėl aukštos temperatūros elektros prietaisai gali sukelti transporto priemonės gedimą, galios apribojimą ir net pavojų saugai. Transporto priemonės šilumos valdymo sistema turi laiku išsklaidyti susidariusią šilumą, kad būtų užtikrinta, jog didelės galios transporto priemonės elektriniai komponentai būtų saugioje darbinėje temperatūroje.
G3 elektrinės pavaros elektroninė valdymo sistema šilumos valdymui naudoja skysto aušinimo šilumos išsklaidymą. Aušinimo skystis elektroninės siurblio pavaros sistemos vamzdyne teka per variklį ir kitus šildymo įrenginius, kad pašalintų elektrinių dalių šilumą, o tada teka per radiatorių prie priekinių automobilio įsiurbimo grotelių, o elektroninis ventiliatorius įjungiamas, kad atvėsintų aukštos temperatūros aušinimo skystį.
Keletas minčių apie būsimą šilumos valdymo pramonės plėtrą
Mažas energijos suvartojimas:
Siekiant sumažinti didelį oro kondicionavimo energijos suvartojimą, šilumos siurblių oro kondicionavimas pamažu sulaukė didelio dėmesio. Nors bendroji šilumos siurblių sistema (naudojanti R134a kaip šaltnešį) turi tam tikrų apribojimų naudojamos aplinkos atžvilgiu, pavyzdžiui, itin žema temperatūra (žemesnė nei -10° C) negali veikti, šaldymas aukštoje temperatūroje nesiskiria nuo įprastų elektrinių transporto priemonių oro kondicionierių. Tačiau daugumoje Kinijos dalių pavasarį ir rudenį (aplinkos temperatūroje) galima efektyviai sumažinti oro kondicionierių energijos suvartojimą, o energijos vartojimo efektyvumo santykis yra 2–3 kartus didesnis nei elektrinių šildytuvų.
Žemas triukšmo lygis:
Kai elektromobilyje nėra variklio keliamo triukšmo šaltinio, jo veikimo keliamas triukšmaskompresoriusIr vartotojai lengvai skundžiasi priekiniu elektroniniu ventiliatoriumi, kai oro kondicionierius įjungiamas šaldymui. Efektyvūs ir tylūs elektroniniai ventiliatoriai bei didelio tūrio kompresoriai padeda sumažinti veikimo keliamą triukšmą ir tuo pačiu padidinti aušinimo galią.
Maža kaina:
Šilumos valdymo sistemos aušinimo ir šildymo metodai dažniausiai naudoja skysčio aušinimo sistemą, o akumuliatorių šildymo ir oro kondicionavimo šildymo šilumos poreikis žemos temperatūros aplinkoje yra labai didelis. Dabartinis sprendimas yra padidinti elektrinio šildytuvo galią, siekiant padidinti šilumos gamybą, o tai lemia dideles detalių kainas ir didelį energijos suvartojimą. Jei akumuliatorių technologijose bus pasiektas proveržis, kuris išspręs arba sumažins griežtus akumuliatorių temperatūros reikalavimus, tai leis optimizuoti šilumos valdymo sistemų konstrukciją ir kainą. Efektyvus variklio susidarančios šilumos panaudojimas transporto priemonės veikimo metu taip pat padės sumažinti šilumos valdymo sistemos energijos suvartojimą. Tai reiškia, kad sumažės akumuliatoriaus talpa, pagerės važiavimo atstumas ir sumažės transporto priemonės kaina.
Protingas:
Elektrifikacijos laipsnis yra elektrinių transporto priemonių vystymosi tendencija, o tradiciniai oro kondicionieriai apsiriboja tik šaldymo ir šildymo funkcijomis, kad būtų sukurti išmanesni. Oro kondicionierius gali būti toliau tobulinamas iki didelių duomenų palaikymo, remiantis naudotojų automobilio įpročiais, pavyzdžiui, šeimos automobilyje, oro kondicionieriaus temperatūra gali būti išmaniai pritaikyta skirtingiems žmonėms, jiems įlipus į automobilį. Įjunkite oro kondicionierių prieš išeidami, kad automobilio temperatūra pasiektų komfortišką temperatūrą. Išmanus elektrinis oro išleidimo angos mechanizmas gali automatiškai reguliuoti oro išleidimo angos kryptį pagal automobilyje esančių žmonių skaičių, padėtį ir kūno dydį.
Įrašo laikas: 2023 m. spalio 20 d.