От 2014 г. насам индустрията за електрически превозни средства постепенно се разгорещи.Сред тях термичното управление на превозното средство на електрическите превозни средства постепенно се нагорещи.Тъй като пробегът на електрическите превозни средства зависи не само от енергийната плътност на батерията, но и от технологията на системата за термично управление на превозното средство.Системата за термично управление на батерията също имаопитnced процес от нулата, от пренебрежение към внимание.
Така че днес, нека поговорим за управлението на топлината на електрическите превозни средства, какво управляват те?
Прилики и разлики между термичното управление на електрическите превозни средства и традиционното термично управление на превозните средства
Тази точка е поставена на първо място, защото след като автомобилната индустрия навлезе в новата енергийна ера, обхватът, методите за изпълнение и компонентите на термичното управление се промениха значително.
Тук няма нужда да се казва повече за архитектурата за термично управление на превозни средства с традиционно гориво и професионалните читатели са много ясни, че традиционното термично управление включва главно системата за термично управление на климатика и подсистемата за термично управление на задвижването.
Архитектурата за термично управление на електрическите превозни средства се основава на архитектурата за термично управление на превозните средства с гориво и добавя електронната система за термично управление на електродвигателя и системата за термично управление на батерията, за разлика от превозните средства с гориво, електрическите превозни средства са по-чувствителни към температурни промени, температурата е ключова фактор за определяне на неговата безопасност, производителност и живот, топлинното управление е необходимо средство за поддържане на подходящия температурен диапазон и равномерност.Следователно системата за термично управление на батерията е особено критична и термичното управление 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 другикомпоненти.
При охлаждане хладилният агент (хладилен агент) се извършва от компресора, а топлината в колата се отвежда, за да се намали температурата, което е принципът на охлаждане.Тъй като работата на компресора трябва да се управлява от двигателя, процесът на охлаждане ще увеличи натоварването на двигателя и това е причината да кажем, че летният климатик струва повече масло.
Понастоящем почти цялото отопление на автомобила с гориво е използването на топлина от охлаждащата течност на двигателя - голямо количество отпадна топлина, генерирана от двигателя, може да се използва за затопляне на климатика.Охлаждащата течност протича през топлообменника (известен също като резервоар за вода) в системата за топъл въздух, а въздухът, транспортиран от вентилатора, се топлообменя с охлаждащата течност на двигателя и въздухът се нагрява и след това се изпраща в колата.
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 на студа дълго време в колата.
Отоплението на новите енергийни превозни средства разчита главно на електрически нагреватели, електрическите нагреватели имат вятърни нагреватели и бойлери.Принципът на въздушния нагревател е подобен на този на сешоара, който директно загрява циркулиращия въздух през нагревателната плоча, като по този начин осигурява горещ въздух към автомобила.Предимството на вятърния нагревател е, че времето за нагряване е бързо, коефициентът на енергийна ефективност е малко по-висок и температурата на нагряване е висока.Недостатъкът е, че загряващият вятър е особено сух, което носи усещане за сухота на човешкото тяло.Принципът на бойлера е подобен на този на електрическия бойлер, който загрява охлаждащата течност през нагревателния лист, а охлаждащата течност с висока температура протича през ядрото на топлия въздух и след това загрява циркулиращия въздух, за да постигне вътрешно отопление.Времето за нагряване на бойлера е малко по-дълго от това на въздушния нагревател, но също така е много по-бързо от това на автомобила с гориво, а водопроводът има загуба на топлина в среда с ниска температура и енергийната ефективност е малко по-ниска .Xiaopeng G3 използва бойлера, споменат по-горе.
Независимо дали става въпрос за вятърно отопление или водно отопление, за електрическите превозни средства са необходими батерии за захранване, за да осигурят електричество, а по-голямата част от електричеството се изразходва за отопление на климатици в среда с ниска температура.Това води до намален пробег на електрическите превозни средства в среда с ниска температура.
Сравнениеизд с проблемът с бавната скорост на нагряване на превозни средства с гориво в среда с ниска температура, използването на електрическо отопление за електрически превозни средства може значително да съкрати времето за нагряване.
Термично управление на захранващи батерии
В сравнение с термичното управление на двигателя на превозни средства с гориво, изискванията за термично управление на захранващата система на електрическите превозни средства са по-строги.
Тъй като най-добрият работен температурен диапазон на батерията е много малък, температурата на батерията обикновено се изисква да бъде между 15 и 40° C. Въпреки това, околната температура, която обикновено се използва от превозни средства, е -30~40° C, а условията на шофиране на действителните потребители са сложни.Контролът на термичното управление трябва ефективно да идентифицира и определя условията на шофиране на превозните средства и състоянието на батериите и да извършва 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 безпокойството за пробег, капацитетът на батерията на електрическото превозно средство става все по-голям, а енергийната плътност става все по-висока и по-висока;В същото време е необходимо да се разреши противоречието с твърде дългото време на изчакване за зареждане за потребителите и се появиха бързото зареждане и супер бързото зареждане.
По отношение на управлението на топлината бързото зареждане с голям 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 разпадане на живота на батерията.Проектирането на система за управление на топлината е сериозно изпитание.
Термично управление на електрически превозни средства
Регулиране на комфорта в кабината на пътника
Вътрешната топлинна среда на автомобила пряко влияе върху комфорта на пътника.В комбинация със сензорния модел на човешкото тяло, изследването на потока и преноса на топлина в кабината е важно средство за подобряване на комфорта на превозното средство и подобряване на работата на превозното средство.От дизайна на структурата на каросерията, от изхода на климатика, стъклото на превозното средство, засегнато от слънчевата светлина и целия дизайн на каросерията, комбиниран с климатичната система, се взема предвид въздействието върху комфорта на пътниците.
Когато шофират превозно средство, потребителите трябва не само да изпитат усещането за шофиране, донесено от силната изходна мощност на превозното средство, но и комфортът в кабината е важна част.
Управление на работната температура на захранващата батерия
Батерията при използването на процеса ще срещне много проблеми, особено при температурата на батерията, литиевата батерия при изключително ниска температура, отслабването на мощността е сериозно, при висока температура е предразположена към рискове за безопасността, използването на батерии в екстремни условия случаите ще има голяма вероятност да навредят на батерията, като по този начин ще намалят нейната производителност и живот.
Основната цел на термичното управление е да накара батерията винаги да работи в подходящия температурен диапазон, за да поддържа най-доброто работно състояние на батерията.Системата за термично управление на батерията включва главно три функции: разсейване на топлината, предварително загряване и изравняване на температурата.Разсейването на топлината и предварителното загряване се регулират главно за възможното въздействие на температурата на външната среда върху батерията.Изравняването на температурата се използва за намаляване на температурната разлика в батерията и предотвратяване на бързото разпадане, причинено от прегряване на определена част от батерията.
Системите за термично управление на батерията, използвани в електрическите превозни средства, които сега са на пазара, се разделят основно на две категории: с въздушно охлаждане и с течно охлаждане.
Принципът на системата за термично управление с въздушно охлаждане е по-скоро като принципа на разсейване на топлината на компютъра, охлаждащ вентилатор е монтиран в една част на батерията, а другият край има вентилационен отвор, който ускорява потока на въздух между батериите чрез работата на вентилатора, така че да отвежда топлината, излъчвана от батерията, когато работи.
Казано направо, въздушното охлаждане означава да добавите вентилатор отстрани на батерията и да охладите батерията чрез издухване на вентилатора, но вятърът, духан от вентилатора, ще бъде повлиян от външни фактори и ефективността на въздушното охлаждане ще се намали, когато външната температура е по-висока.Точно както духането на вентилатор не ви прави по-хладни в горещ ден.Предимството на въздушното охлаждане е простата структура и ниската цена.
Течното охлаждане отнема топлината, генерирана от батерията по време на работа през охлаждащата течност в тръбопровода за охлаждаща течност вътре в батерията, за да постигне ефекта на намаляване на температурата на батерията.От действителния ефект на използване, 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.
С прости думи, принципът на течното охлаждане е да се постави водопроводна тръба в батерията.Когато температурата на батерията е твърде висока, студена вода се излива във водопроводната тръба и топлината се отнема от студена вода, за да се охлади.Ако температурата на батерията е твърде ниска, тя трябва да се загрее.
Когато автомобилът се кара 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, включете компресора и нискотемпературният хладилен агент преминава през охлаждащата течност в охлаждащата тръба на топлообменника на батерията.Охлаждащата течност с ниска температура се влива в батерията, за да отнеме топлината, така че батерията да поддържа най-добрия температурен диапазон, което значително подобрява безопасността и надеждността на батерията по време на използване на автомобила и съкращава времето за зареждане.
В изключително студената зима, поради ниската температура, активността на литиевите батерии е намалена, производителността на батерията е значително намалена и батерията не може да бъде разредена с висока мощност или бързо зареждане.По това време включете бойлера, за да загреете охлаждащата течност във веригата на батерията, а охлаждащата течност с висока температура загрява батерията.Той гарантира, че превозното средство може също така да има възможност за бързо зареждане и дълъг пробег при ниска температура.
Електронно управление на електрическото задвижване и разсейване на топлината при охлаждане на електрическите части с висока мощност
Новите енергийни превозни средства са постигнали цялостни функции за електрификация, а системата за захранване с гориво е променена на система за електричество.Захранващата батерия извежда до 370 V DC напрежение, за да осигури захранване, охлаждане и отопление на автомобила и да захранва различни електрически компоненти на автомобила.По време на шофиране на превозното средство електрическите компоненти с висока мощност (като двигатели, DCDC, контролери на мотори и др.) ще генерират много топлина.Високата температура на електрическите уреди може да причини повреда на автомобила, ограничаване на мощността и дори опасности за безопасността.Термичното управление на превозното средство трябва да разсейва генерираната топлина навреме, за да гарантира, че електрическите компоненти с висока мощност на превозното средство са в безопасния работен температурен диапазон.
Електронната система за управление на G3 с електрическо задвижване приема разсейване на топлината с течно охлаждане за управление на топлината.Охлаждащата течност в тръбопровода на системата за задвижване на електронната помпа преминава през двигателя и други нагревателни устройства, за да отнесе топлината на електрическите части, след което преминава през радиатора на предната всмукателна решетка на автомобила и електронният вентилатор се включва, за да охладете охлаждащата течност с висока температура.
Някои мисли за бъдещото развитие на индустрията за управление на топлината
Ниска консумация на енергия:
За да се намали голямата консумация на енергия, причинена от климатизацията, термопомпената климатизация постепенно привлече голямо внимание.Въпреки че общата термопомпена система (използваща R134a като хладилен агент) има определени ограничения в използваната среда, като например изключително ниска температура (под -10° C) не може да работи, охлаждането при висока температура не се различава от обикновения климатик на електрически превозни средства.Въпреки това, в повечето части на Китай пролетният и есенният сезон (околна температура) могат ефективно да намалят консумацията на енергия от климатика, а коефициентът на енергийна ефективност е 2 до 3 пъти по-висок от този на електрическите нагреватели.
Нисък шум:
След като електрическото превозно средство няма източник на шум от двигателя, шумът, генериран от работата на компресора и предния електронен вентилатор, когато климатикът е включен за охлаждане, е лесен за оплакване от потребителите.Ефективните и тихи електронни вентилаторни продукти и компресорите с голям работен обем помагат за намаляване на шума, причинен от работа, като същевременно увеличават охлаждащия капацитет
Ниска цена:
Методите за охлаждане и отопление на системата за управление на топлината използват предимно система за течно охлаждане, а потреблението на топлина при отопление на батерии и отопление на климатика в среда с ниска температура е много голямо.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 за решаване или намаляване на суровите температурни изисквания на батериите, това ще доведе до голяма оптимизация в дизайна и цената на системите за управление на топлината.Ефективното използване на отпадъчната топлина, генерирана от двигателя по време на движение на автомобила, също ще помогне за намаляване на консумацията на енергия от системата за термично управление.Преведено обратно е намаляването на капацитета на батерията, подобряването на обхвата на шофиране и намаляването на цената на превозното средство.
Интелигентен:
Високата степен на електрификация е тенденцията за развитие на електрическите превозни средства, а традиционните климатици са ограничени само до функции за охлаждане и отопление, за да се развият интелигентно.Климатикът може да бъде допълнително подобрен до поддръжка на големи данни въз основа на навиците на автомобила на потребителя, като семейна кола, температурата на климатика може да бъде интелигентно адаптирана към различни хора, след като се качат в колата.Включете климатика преди да излезете, за да може температурата в колата да достигне комфортна температура.Интелигентният електрически изход за въздух може автоматично да регулира посоката на изхода на въздуха според броя на хората в колата, позицията и размера на тялото.
Време на публикуване: 20 октомври 2023 г