З 2014 року індустрія електромобілів поступово набирає обертів. Серед них теплове управління транспортним засобом електромобілів поступово стає гарячим. Тому що запас ходу електромобілів залежить не тільки від щільності енергії батареї, а й від технології системи керування температурою автомобіля. Також є система керування температурою батареїдосвідрозпочав процес з нуля, від нехтування до уваги.
Отже, сьогодні давайте поговоримо протепловий менеджмент електромобілів, чим вони керують?
Подібності та відмінності між керуванням температурою електромобіля та традиційним керуванням температурою автомобіля
Цей пункт ставиться на перше місце, тому що після того, як автомобільна промисловість вступила в нову енергетичну еру, масштаби, методи впровадження та компоненти термоуправління сильно змінилися.
Немає потреби говорити більше про архітектуру керування теплом транспортних засобів на традиційному паливі, і професійні читачі чітко пояснюють, що традиційне керування теплом головним чином включаєсистема терморегулювання кондиціонування повітря і підсистема теплового керування трансмісії.
Архітектура керування температурою електромобілів базується на архітектурі керування температурою паливних транспортних засобів і додає електронну систему керування температурою електродвигуна та систему керування температурою акумулятора. На відміну від транспортних засобів на паливі, електромобілі більш чутливі до змін температури, температура є ключовою фактором для визначення його безпеки, продуктивності та терміну служби, керування температурою є необхідним засобом для підтримки відповідного температурного діапазону та рівномірності. Таким чином, система керування температурою батареї є особливо важливою, а керування температурою батареї (розсіювання тепла/теплопровідність/теплоізоляція) безпосередньо пов’язане з безпекою батареї та стабільністю живлення після тривалого використання.
Отже, з точки зору деталей, в основному існують такі відмінності.
Різні джерела тепла кондиціонування повітря
Система кондиціонування традиційних бензовозів в основному складається з компресора, конденсатора, розширювального клапана, випарника, трубопроводу та іншихкомпоненти.
При охолодженні холодоагент (холодоагент) виконується компресором, а тепло в машині відводиться для зниження температури, що є принципом охолодження. Тому щоробота компресора потребує руху від двигуна, процес охолодження збільшить навантаження на двигун, і це є причиною, чому ми говоримо, що літній кондиціонер коштує більше масла.
В даний час майже весь обігрів транспортних засобів паливом полягає в використанні тепла від охолоджувальної рідини двигуна - велика кількість відпрацьованого тепла, що виділяється двигуном, може використовуватися для обігріву кондиціонера. Охолоджуюча рідина проходить через теплообмінник (також відомий як резервуар для води) у системі теплого повітря, а повітря, що транспортується повітродувкою, обмінюється теплом з охолоджувальною рідиною двигуна, і повітря нагрівається, а потім направляється в автомобіль.
Однак у холодному середовищі двигун повинен працювати протягом тривалого часу, щоб підвищити температуру води до потрібної температури, і користувачеві потрібно довго переносити холод в машині.
Опалення нових транспортних засобів на енергії в основному залежить від електричних обігрівачів, електричні обігрівачі мають вітряні обігрівачі та водонагрівачі. Принцип роботи повітронагрівача подібний до фена, який безпосередньо нагріває циркулююче повітря через нагрівальний лист, таким чином забезпечуючи гаряче повітря в автомобіль. Перевага вітряного обігрівача полягає в тому, що час нагрівання відбувається швидко, коефіцієнт енергоефективності трохи вищий, а температура нагріву висока. Недоліком є те, що нагрівальний вітер особливо сухий, що приносить відчуття сухості людському тілу. Принцип роботи водонагрівача подібний до принципу електричного водонагрівача, який нагріває теплоносій через нагрівальний лист, а високотемпературний теплоносій проходить через серцевину теплого повітря, а потім нагріває циркулююче повітря для досягнення внутрішнього обігріву. Час нагріву водонагрівача трохи довший, ніж у повітряного нагрівача, але він також набагато швидший, ніж у паливного транспортного засобу, і водопровідна труба має втрати тепла в середовищі з низькою температурою, а енергоефективність трохи нижча . Xiaopeng G3 використовує водонагрівач, згаданий вище.
Незалежно від того, чи це вітрове опалення чи водяне опалення, для електромобілів для забезпечення електроенергією необхідні акумулятори, і більша частина електроенергії споживається вкондиціонер опалення в умовах низької температури. Це призводить до зменшення запасу ходу електромобілів у середовищі з низькою температурою.
Порівнред с Проблема повільної швидкості нагріву паливних транспортних засобів у середовищах з низькою температурою, використання електричного опалення для електромобілів може значно скоротити час нагріву.
Теплове управління силовими батареями
Порівняно з керуванням температурою двигуна паливних транспортних засобів, вимоги до керування температурою системи живлення електромобіля є більш суворими.
Оскільки найкращий діапазон робочих температур батареї дуже малий, температура батареї, як правило, повинна бути від 15 до 40° C. Однак температура навколишнього середовища, яка зазвичай використовується транспортними засобами, становить -30~40° C, і умови водіння фактичних користувачів є складними. Контроль теплового керування повинен ефективно ідентифікувати та визначати умови руху транспортних засобів і стан акумуляторів, а також здійснювати оптимальний контроль температури та прагнути досягти балансу між споживанням енергії, продуктивністю автомобіля, продуктивністю акумулятора та комфортом.
Щоб зменшити тривогу щодо дальності, ємність батареї електромобіля стає все більшою і більшою, а щільність енергії стає все більшою і вищою; У той же час необхідно вирішити суперечність занадто тривалого часу очікування зарядки для користувачів, і з’явилася швидка зарядка та надшвидка зарядка.
З точки зору управління температурою, швидка зарядка сильним струмом приносить більше тепла та більше енергоспоживання батареї. Коли під час заряджання температура батареї стає занадто високою, це може не лише спричинити загрозу безпеці, але й призвести до таких проблем, як зниження ефективності батареї та прискорений термін служби батареї. Дизайнсистема термоконтролюце суворе випробування.
Керування температурою електромобіля
Регулювання комфорту для пасажирів
Теплове середовище автомобіля безпосередньо впливає на комфорт пасажирів. У поєднанні з сенсорною моделлю людського тіла дослідження потоку та теплообміну в кабіні є важливим засобом покращення комфорту транспортного засобу та покращення його продуктивності. З огляду на конструкцію конструкції кузова, вихідний отвір кондиціонера, скло автомобіля, на яке впливає сонячне випромінювання, і конструкцію всього кузова в поєднанні з системою кондиціонування повітря враховується вплив на комфорт пасажирів.
Керуючи транспортним засобом, користувачі повинні не лише відчувати відчуття водіння, яке створює потужна потужність транспортного засобу, але й комфорт у салоні є важливою частиною.
Регулювання робочої температури силового акумулятора
Акумулятор під час використання процесу зіткнеться з багатьма проблемами, особливо з температурою акумулятора, літієва батарея в надзвичайно низькій температурі середовища ослаблення потужності є серйозною, у високотемпературному середовищі схильна до ризиків для безпеки, використання батарей у екстремальних умовах випадки з високою ймовірністю можуть завдати шкоди батареї, тим самим зменшуючи продуктивність і термін служби батареї.
Основна мета керування температурою полягає в тому, щоб акумуляторна батарея завжди працювала у відповідному температурному діапазоні для підтримки найкращого робочого стану акумуляторної батареї. Система теплового керування батареї в основному включає три функції: розсіювання тепла, попередній нагрів і вирівнювання температури. Розсіювання тепла та попередній нагрів в основному регулюються з урахуванням можливого впливу температури зовнішнього середовища на батарею. Вирівнювання температури використовується для зменшення різниці температур всередині акумуляторної батареї та запобігання швидкому розкладанню, спричиненому перегріванням певної частини батареї.
Системи управління температурою батареї, які використовуються в електромобілях, які зараз представлені на ринку, в основному поділяються на дві категорії: з повітряним і рідинним охолодженням.
Принцип діїсистема термоконтролю з повітряним охолодженням Це більше схоже на принцип розсіювання тепла комп’ютера, охолоджуючий вентилятор встановлений в одній секції акумуляторної батареї, а інший кінець має вентиляційний отвір, який прискорює потік повітря між батареями завдяки роботі вентилятора, так як для відведення тепла, що виділяється батареєю під час її роботи.
Відверто кажучи, повітряне охолодження означає встановлення вентилятора збоку від акумуляторної батареї та охолодження акумуляторної батареї за допомогою вентилятора, але на вітер, який дме вентилятор, впливатимуть зовнішні фактори, а ефективність повітряного охолодження буде знижено, коли зовнішня температура буде вищою. Так само, як вентилятор не робить вас прохолоднішими в спекотний день. Перевагою повітряного охолодження є проста конструкція та низька вартість.
Рідинне охолодження відводить тепло, що виділяється батареєю під час роботи, через охолоджуючу рідину в трубопроводі охолоджуючої рідини всередині акумуляторної батареї, щоб досягти ефекту зниження температури батареї. З фактичного ефекту використання рідке середовище має високий коефіцієнт теплопередачі, велику теплоємність і більш високу швидкість охолодження, а Xiaopeng G3 використовує рідинну систему охолодження з вищою ефективністю охолодження.
Говорячи простою мовою, принцип рідинного охолодження полягає в тому, щоб розташувати водопровід в акумуляторному блоку. Коли температура акумуляторної батареї надто висока, холодна вода заливається у водопровідну трубу, а тепло відбирається холодною водою для охолодження. Якщо температура акумуляторної батареї занадто низька, її потрібно нагріти.
Коли автомобіль енергійно їздить або швидко заряджається, під час заряджання та розряджання акумулятора виділяється велика кількість тепла. Коли температура батареї занадто висока, увімкніть компресор, і низькотемпературний холодоагент потече через охолоджуючу рідину в трубі охолодження теплообмінника батареї. Низькотемпературна охолоджуюча рідина надходить в акумуляторну батарею, щоб відвести тепло, щоб батарея могла підтримувати найкращий діапазон температур, що значно підвищує безпеку та надійність батареї під час використання автомобіля та скорочує час зарядки.
У надзвичайно холодну зиму через низьку температуру активність літієвих батарей знижується, продуктивність батареї значно знижується, і батарея не може бути високопотужним розрядом або швидкою зарядкою. В цей час включаємо водонагрівач, щоб нагріти теплоносій в контурі батареї, а теплоносій високої температури нагріє батарею. Це гарантує, що транспортний засіб також може мати можливість швидкого заряджання та великий запас ходу за умов низької температури.
Електронне керування електроприводом і розсіювання тепла охолодження електричних частин високої потужності
Нові енергетичні транспортні засоби досягли комплексних функцій електрифікації, а систему паливного живлення було змінено на електричну. Акумулятор живлення доНапруга постійного струму 370В для забезпечення живлення, охолодження та обігріву автомобіля, а також живлення різних електричних компонентів автомобіля. Під час руху транспортного засобу потужні електричні компоненти (такі як двигуни, DCDC, контролери двигунів тощо) виділяють багато тепла. Висока температура електроприладів може спричинити поломку автомобіля, обмеження потужності та навіть загрозу безпеці. Керування температурою транспортного засобу має вчасно розсіювати вироблене тепло, щоб гарантувати, що потужні електричні компоненти автомобіля перебувають у безпечному діапазоні робочих температур.
Електронна система керування електроприводом G3 використовує розсіювання тепла рідинним охолодженням для управління температурою. Охолоджуюча рідина в трубопроводі електронної системи приводу насоса проходить через двигун та інші нагрівальні пристрої, відводячи тепло електричних частин, а потім проходить через радіатор на передній впускній решітці автомобіля, і електронний вентилятор вмикається, щоб охолодити високотемпературну охолоджуючу рідину.
Деякі думки щодо майбутнього розвитку індустрії теплового менеджменту
Низьке енергоспоживання:
Щоб зменшити велике споживання електроенергії, спричинене кондиціонуванням повітря, кондиціонування повітря з тепловим насосом поступово приділяло велику увагу. Хоча загальна система теплового насоса (з використанням R134a як холодоагенту) має певні обмеження щодо середовища, яке використовується, наприклад, надзвичайно низька температура (нижче -10° C) не може працювати, охолодження при високій температурі не відрізняється від звичайного кондиціонування повітря в електромобілі. Однак у більшості регіонів Китаю весняно-осінній сезон (температура навколишнього середовища) може ефективно зменшити споживання енергії кондиціонером, а коефіцієнт енергоефективності в 2-3 рази перевищує показники електричних обігрівачів.
Низький рівень шуму:
Після того, як електромобіль не має джерела шуму двигуна, шум, створюваний роботоюкомпресорі передній електронний вентилятор, коли кондиціонер увімкнено для охолодження, користувачі легко скаржаться. Ефективні та тихі електронні вентилятори та компресори великого об’єму допомагають зменшити шум, спричинений роботою, одночасно збільшуючи потужність охолодження
Низька вартість:
Методи охолодження та обігріву системи теплового керування здебільшого використовують систему рідинного охолодження, а потреба в теплі для нагріву акумулятора та кондиціонування повітря в середовищі з низькою температурою є дуже великою. Поточне рішення полягає у збільшенні електричного нагрівача для збільшення виробництва тепла, що призводить до високої вартості деталей і високого споживання енергії. Якщо в технології акумуляторів станеться прорив для вирішення або зниження суворих температурних вимог акумуляторів, це призведе до значної оптимізації конструкції та вартості систем управління температурою. Ефективне використання відпрацьованого тепла, що виділяється двигуном під час руху транспортного засобу, також допоможе зменшити споживання енергії системою теплового керування. Зворотний переклад означає зменшення ємності батареї, покращення дальності руху та зниження вартості автомобіля.
Розумний:
Високий ступінь електрифікації є тенденцією розвитку електромобілів, і традиційні кондиціонери обмежуються лише функціями охолодження та обігріву для розвитку інтелектуальних. Кондиціонер можна додатково вдосконалити для підтримки великих даних на основі звичок користувача автомобіля, наприклад сімейного автомобіля, температуру кондиціонера можна розумно адаптувати до різних людей після того, як вони сідають в автомобіль. Перед виходом увімкніть кондиціонер, щоб температура в машині була комфортною. Інтелектуальний електричний повітрозабірник може автоматично регулювати напрямок виходу повітря відповідно до кількості людей в автомобілі, положення та розміру тіла.
Час публікації: 20 жовтня 2023 р