От 2014 г. насам индустрията за електрически превозни средства постепенно се нажежава. Сред тях е и управлението на температурата на електрическите превозни средства. Тъй като пробегът на електрическите превозни средства зависи не само от енергийната плътност на батерията, но и от технологията на системата за управление на температурата на превозното средство. Системата за управление на температурата на батерията също...опитзапочна процес от нулата, от пренебрегване до внимание.
И така, днес нека поговорим затермично управление на електрическите превозни средства, какво управляват те?
Прилики и разлики между управлението на температурата на електрическите превозни средства и управлението на температурата на традиционните превозни средства
Този момент е поставен на първо място, защото след като автомобилната индустрия навлезе в новата енергийна ера, обхватът, методите за внедряване и компонентите на термичното управление се промениха значително.
Няма нужда да се казва повече за архитектурата на управление на температурата на традиционните горивни превозни средства тук, а професионалните читатели са категорични, че традиционното управление на температурата включва главносистема за управление на температурата на климатизацията и подсистемата за управление на температурата на силовото предаване.
Архитектурата за управление на температурата на електрическите превозни средства е базирана на архитектурата за управление на температурата на превозните средства, работещи с гориво, и добавя електронна система за управление на температурата на електрическия двигател и система за управление на температурата на батерията. За разлика от превозните средства, работещи с гориво, електрическите превозни средства са по-чувствителни към температурните промени. Температурата е ключов фактор, определящ тяхната безопасност, производителност и живот. Управлението на температурата е необходимо средство за поддържане на подходящ температурен диапазон и равномерност. Следователно, системата за управление на температурата на батерията е особено важна, а управлението на температурата на батерията (разсейване на топлината/топлопроводимост/топлоизолация) е пряко свързано с безопасността на батерията и постоянството на мощността след продължителна употреба.
И така, по отношение на детайлите, има главно следните разлики.
Различни източници на топлина за климатизация
Климатичната система на традиционния камион за гориво се състои главно от компресор, кондензатор, разширителен вентил, изпарител, тръбопровод и други...компоненти.
При охлаждане, хладилният агент (хладилният агент) се обработва от компресора и топлината в колата се отвежда, за да се намали температурата, което е принципът на охлаждането. Защотоработата на компресора трябва да се задвижва от двигателя, процесът на охлаждане ще увеличи натоварването на двигателя и това е причината да казваме, че летният климатик струва повече масло.
В момента почти цялото отопление на превозни средства с гориво се осъществява чрез използване на топлина от охлаждащата течност на двигателя - голямо количество отпадъчна топлина, генерирана от двигателя, може да се използва за затопляне на климатика. Охлаждащата течност преминава през топлообменника (известен още като резервоар за вода) в системата за топъл въздух, а въздухът, транспортиран от вентилатора, се топлообменя с охлаждащата течност на двигателя, като по този начин въздухът се нагрява и след това се подава в автомобила.
Въпреки това, в студена среда двигателят трябва да работи дълго време, за да повиши температурата на водата до правилната температура, а потребителят трябва да издържи студа дълго време в колата.
Отоплението на превозни средства с нова енергия се основава главно на електрически отоплители, електрическите отоплители имат вятърни отоплители и водонагреватели. Принципът на въздушния отоплител е подобен на този на сешоара, който директно загрява циркулиращия въздух през нагревателния лист, като по този начин осигурява горещ въздух на автомобила. Предимството на вятърния отоплител е, че времето за нагряване е бързо, коефициентът на енергийна ефективност е малко по-висок, а температурата на нагряване е висока. Недостатъкът е, че нагряващият вятър е особено сух, което създава усещане за сухота в човешкото тяло. Принципът на бойлера е подобен на този на електрическия бойлер, който загрява охлаждащата течност през нагревателния лист, а високотемпературната охлаждаща течност преминава през топловъздушното ядро и след това загрява циркулиращия въздух, за да се постигне отопление на интериора. Времето за нагряване на бойлера е малко по-дълго от това на въздушния отоплител, но е и много по-бързо от това на превозното средство, работещо с гориво, а водопроводът има топлинни загуби в нискотемпературната среда, а енергийната ефективност е малко по-ниска. Xiaopeng G3 използва гореспоменатия бойлер.
Независимо дали става въпрос за отопление с вятър или за отопление на вода, за електрическите превозни средства са необходими батерии, за да се осигури електричество, а по-голямата част от електроенергията се консумира в...климатик отопление в среда с ниски температури. Това води до намален пробег на електрическите превозни средства в среда с ниски температури.
Сравнис Проблемът с бавната скорост на нагряване на превозните средства, работещи с гориво, в среда с ниски температури, показва, че използването на електрическо отопление за електрически превозни средства може значително да съкрати времето за нагряване.
Термично управление на батериите
В сравнение с управлението на температурата на двигателя на превозните средства, работещи с гориво, изискванията за управление на температурата на захранващата система на електрическите превозни средства са по-строги.
Тъй като най-добрият работен температурен диапазон на батерията е много малък, обикновено се изисква температурата на батерията да бъде между 15 и 40...° C. Въпреки това, околната температура, която обикновено се използва от превозните средства, е -30~40° C, а условията на шофиране на реалните потребители са сложни. Управлението на температурата трябва ефективно да идентифицира и определи условията на шофиране на превозните средства и състоянието на батериите, да осъществява оптимален контрол на температурата и да се стреми да постигне баланс между консумацията на енергия, производителността на превозното средство, производителността на батерията и комфорта.
За да се облекчи тревожността за пробега, капацитетът на батериите на електрическите превозни средства става все по-голям, а енергийната плътност - все по-висока; в същото време е необходимо да се реши противоречието на твърде дългото време за чакане на зареждане за потребителите и се появиха бързото и супер бързото зареждане.
По отношение на управлението на температурата, бързото зареждане с висок ток води до по-голямо генериране на топлина и по-висока консумация на енергия от батерията. След като температурата на батерията е твърде висока по време на зареждане, това може не само да причини рискове за безопасността, но и да доведе до проблеми като намалена ефективност на батерията и ускорено намаляване на живота ѝ. Дизайнът насистема за управление на температуратае сериозно изпитание.
Термично управление на електрически превозни средства
Регулиране на комфорта в кабината
Вътрешната топлинна среда на превозното средство влияе пряко върху комфорта на пътниците. В комбинация със сензорния модел на човешкото тяло, изучаването на потока и топлопреноса в кабината е важно средство за подобряване на комфорта на превозното средство и подобряване на неговите характеристики. От дизайна на каросерията, от изхода за климатик, стъклото на превозното средство, засегнато от слънчевата светлина, и цялостния дизайн на каросерията, комбинирани с климатичната система, се взема предвид въздействието върху комфорта на пътниците.
Когато шофират превозно средство, потребителите трябва не само да изпитат усещането за шофиране, породено от силната мощност на превозното средство, но и комфортът на кабината е важна част.
Контрол на регулирането на работната температура на батерията
При употреба на батерии, процесът на работа ще срещне много проблеми, особено с температурата на батерията. В условия на изключително ниски температури затихването на мощността на литиевите батерии е сериозно, а в условия на високи температури е изложено на рискове за безопасността. Използването на батерии в екстремни случаи е много вероятно да повреди батерията, като по този начин намали производителността и живота на батерията.
Основната цел на управлението на температурата е батерията винаги да работи в подходящ температурен диапазон, за да се поддържа най-доброто работно състояние на батерията. Системата за управление на температурата на батерията включва основно три функции: разсейване на топлината, предварително загряване и изравняване на температурата. Разсейването на топлината и предварителното загряване се регулират главно за евентуалното въздействие на температурата на външната среда върху батерията. Изравняването на температурата се използва за намаляване на температурната разлика в батерията и предотвратяване на бързото ѝ разреждане, причинено от прегряване на определена част от батерията.
Системите за управление на температурата на батериите, използвани в електрическите превозни средства, които сега са на пазара, са разделени основно на две категории: с въздушно охлаждане и с течно охлаждане.
Принципът насистема за управление на температурата с въздушно охлаждане е по-скоро като принципа на разсейване на топлината на компютъра, в едната част на батерията е инсталиран охлаждащ вентилатор, а другият край има отвор, който ускорява потока на въздух между батериите чрез работата на вентилатора, така че да отвежда топлината, излъчвана от батерията, когато тя работи.
Казано направо, въздушното охлаждане представлява добавяне на вентилатор отстрани на батерията и охлаждане на батерията чрез обдухване на вентилатора, но вятърът, обдухван от вентилатора, ще бъде повлиян от външни фактори и ефективността на въздушното охлаждане ще бъде намалена, когато външната температура е по-висока. Точно както обдухването на вентилатор не ви прави по-хладни в горещ ден. Предимството на въздушното охлаждане е простата структура и ниската цена.
Течното охлаждане отвежда топлината, генерирана от батерията по време на работа, чрез охлаждащата течност в тръбопровода за охлаждаща течност вътре в батерията, за да се постигне ефект на намаляване на температурата на батерията. От действителния ефект на употреба, течната среда има висок коефициент на топлопреминаване, голям топлинен капацитет и по-бърза скорост на охлаждане, а Xiaopeng G3 използва система за течно охлаждане с по-висока ефективност на охлаждане.
Казано по-просто, принципът на течното охлаждане е да се постави водопровод в батерията. Когато температурата на батерията е твърде висока, в нея се налива студена вода и топлината се отвежда от студена вода, за да се охлади. Ако температурата на батерията е твърде ниска, тя трябва да се нагрее.
Когато автомобилът се шофира енергично или се зарежда бързо, по време на зареждането и разреждането на батерията се генерира голямо количество топлина. Когато температурата на батерията е твърде висока, компресорът се включва и нискотемпературният хладилен агент преминава през охлаждащата тръба на топлообменника на батерията. Нискотемпературният охлаждащ агент се влива в батерията, за да отведе топлината, така че батерията да може да поддържа най-добрия температурен диапазон, което значително подобрява безопасността и надеждността на батерията по време на употреба на автомобила и съкращава времето за зареждане.
В изключително студените зимни условия, поради ниските температури, активността на литиевите батерии е намалена, производителността на батерията е значително намалена и батерията не може да се разрежда с висока мощност или да се зарежда бързо. В този случай включете бойлера, за да загреете охлаждащата течност в батерията, а високотемпературната охлаждаща течност ще загрее батерията. Това гарантира, че автомобилът може да има и възможност за бързо зареждане и дълъг пробег при ниски температури.
Електронно управление на електрическото задвижване и охлаждане на електрическите части с висока мощност, разсейване на топлината
Новите енергийни превозни средства са постигнали цялостни функции за електрификация, а горивната система е променена на електрическа. Батерията извежда мощност до370V постоянно напрежение да осигурява захранване, охлаждане и отопление на превозното средство, както и да захранва различни електрически компоненти на автомобила. По време на шофиране на превозното средство, мощните електрически компоненти (като двигатели, DCDC, контролери на двигатели и др.) генерират много топлина. Високата температура на електрическите уреди може да причини повреда на превозното средство, ограничаване на мощността и дори опасности за безопасността. Термичното управление на превозното средство трябва да разсее генерираната топлина навреме, за да се гарантира, че мощните електрически компоненти на превозното средство са в безопасния работен температурен диапазон.
Електронната система за управление на електрическото задвижване G3 използва течно охлаждане за разсейване на топлината за управление на температурата. Охлаждащата течност в тръбопровода на електронната помпа за задвижване преминава през двигателя и други нагревателни устройства, за да отведе топлината от електрическите части, след което преминава през радиатора на предната всмукателна решетка на автомобила, където електронният вентилатор се включва, за да охлади високотемпературната охлаждаща течност.
Някои мисли за бъдещото развитие на индустрията за термичен мениджмънт
Ниска консумация на енергия:
За да се намали голямата консумация на енергия, причинена от климатизацията, термопомпените климатици постепенно получават голямо внимание. Въпреки че общата термопомпена система (използваща R134a като хладилен агент) има определени ограничения в използваната среда, като например изключително ниски температури (под -10°C)° C) не може да работи, охлаждането при висока температура не се различава от обикновения климатик за електрически превозни средства. Въпреки това, в повечето части на Китай, пролетният и есенният сезон (температура на околната среда) може ефективно да намали консумацията на енергия на климатика, а коефициентът на енергийна ефективност е 2 до 3 пъти по-висок от този на електрическите отоплители.
Нисък шум:
След като електрическото превозно средство няма източник на шум от двигателя, шумът, генериран от работата накомпресорътИ предният електронен вентилатор, когато климатикът е включен за охлаждане, лесно се оплаква от потребителите. Ефективните и тихи електронни вентилатори и компресорите с голям обем спомагат за намаляване на шума, причинен от работата, като същевременно увеличават охлаждащия капацитет.
Ниска цена:
Методите за охлаждане и отопление на системите за управление на температурата най-често използват течна охладителна система, а топлинните нужди от отопление на батерията и отопление от климатика в среда с ниски температури са много големи. Настоящото решение е да се увеличи електрическият нагревател, за да се увеличи производството на топлина, което води до високи разходи за части и висока консумация на енергия. Ако има пробив в технологията на батериите, който да реши или намали строгите температурни изисквания към батериите, това ще доведе до голяма оптимизация в проектирането и цената на системите за управление на температурата. Ефективното използване на отпадната топлина, генерирана от двигателя по време на работа на превозното средство, също ще помогне за намаляване на консумацията на енергия от системата за управление на температурата. Обратното се изразява в намаляване на капацитета на батерията, подобряване на пробега и намаляване на цената на превозното средство.
Интелигентен:
Високата степен на електрификация е тенденцията в развитието на електрическите превозни средства, а традиционните климатици се ограничават само до функции за охлаждане и отопление, за да се развият интелигентно. Климатикът може да бъде допълнително подобрен чрез поддръжка на големи данни, базирани на навиците на потребителите на автомобила, например в семейния автомобил. Температурата на климатика може да се адаптира интелигентно към различните хора, след като се качат в колата. Включете климатика, преди да излезете, за да достигнете комфортна температура в колата. Интелигентният електрически вентилационен отвор може автоматично да регулира посоката на въздушния поток според броя на хората в колата, позицията и размера на тялото.
Време на публикуване: 20 октомври 2023 г.