Din 2014, industria vehiculelor electrice a devenit treptat fierbinte. Printre acestea, managementul termic al vehiculelor electrice a devenit treptat fierbinte. Pentru că gama vehiculelor electrice depinde nu numai de densitatea de energie a bateriei, ci și de tehnologia sistemului de management termic al vehiculului. Sistemul de management termic al bateriei are, de asemeneaexperiențăa condus un proces de la zero, de la neglijare la atenție.
Așa că astăzi, să vorbim despremanagementul termic al vehiculelor electrice, ce se descurcă?
Asemănări și diferențe între managementul termic al vehiculelor electrice și managementul termic al vehiculelor tradiționale
Acest punct este pus pe primul loc deoarece, după ce industria auto a intrat în noua eră energetică, domeniul de aplicare, metodele de implementare și componentele managementului termic s-au schimbat foarte mult.
Nu este nevoie să spunem mai multe despre arhitectura de management termic a vehiculelor tradiționale cu combustibil aici, iar cititorii profesioniști au fost foarte clari că managementul termic tradițional include în principalsistem de management termic al aerului conditionat și subsistemul de management termic al grupului motopropulsor.
Arhitectura de management termic a vehiculelor electrice se bazează pe arhitectura de management termic a vehiculelor cu combustibil și adaugă sistemul de management termic electronic al motorului electric și sistemul de management termic al bateriei, spre deosebire de vehiculele cu combustibil, vehiculele electrice sunt mai sensibile la schimbările de temperatură, temperatura este o cheie. factor pentru a determina siguranța, performanța și durata de viață, managementul termic este un mijloc necesar pentru a menține intervalul adecvat de temperatură și uniformitate. Prin urmare, sistemul de management termic al bateriei este deosebit de critic, iar managementul termic al bateriei (disiparea căldurii/conducerea căldurii/izolare termică) este direct legat de siguranța bateriei și de consistența puterii după utilizare pe termen lung.
Deci, în ceea ce privește detaliile, există în principal următoarele diferențe.
Diferite surse de căldură de aer condiționat
Sistemul de aer condiționat al camionului tradițional cu combustibil este compus în principal din compresor, condensator, supapă de expansiune, evaporator, conductă și altecomponente.
La răcire, agentul frigorific (refrigerant) este realizat de compresor, iar căldura din mașină este îndepărtată pentru a reduce temperatura, care este principiul de refrigerare. Deoarececompresorul funcționează trebuie antrenat de motor, procesul de refrigerare va crește sarcina motorului și acesta este motivul pentru care spunem că aerul condiționat de vară costă mai mult ulei.
În prezent, aproape toată încălzirea vehiculelor cu combustibil este utilizarea căldurii din lichidul de răcire al motorului - o cantitate mare de căldură reziduală generată de motor poate fi utilizată pentru a încălzi aerul condiționat. Lichidul de răcire curge prin schimbătorul de căldură (cunoscut și sub numele de rezervor de apă) în sistemul de aer cald, iar aerul transportat de suflantă este schimbat de căldură cu lichidul de răcire al motorului, iar aerul este încălzit și apoi trimis în mașină.
Cu toate acestea, în mediul rece, motorul trebuie să funcționeze mult timp pentru a crește temperatura apei la temperatura potrivită, iar utilizatorul trebuie să îndure frigul pentru o lungă perioadă de timp în mașină.
Încălzirea vehiculelor cu energie nouă se bazează în principal pe încălzitoare electrice, încălzitoarele electrice au încălzitoare eoliene și încălzitoare de apă. Principiul încălzitorului de aer este similar cu cel al uscătorului de păr, care încălzește direct aerul care circulă prin foaia de încălzire, furnizând astfel aer cald mașinii. Avantajul încălzitorului eolian este că timpul de încălzire este rapid, raportul de eficiență energetică este puțin mai mare, iar temperatura de încălzire este ridicată. Dezavantajul este că vântul de încălzire este deosebit de uscat, ceea ce aduce o senzație de uscăciune corpului uman. Principiul încălzitorului de apă este similar cu cel al încălzitorului electric de apă, care încălzește lichidul de răcire prin foaia de încălzire, iar lichidul de răcire la temperatură înaltă curge prin miezul de aer cald și apoi încălzește aerul circulant pentru a obține încălzirea interioară. Timpul de încălzire al încălzitorului de apă este puțin mai lung decât cel al încălzitorului de aer, dar este, de asemenea, mult mai rapid decât cel al vehiculului cu combustibil, iar conducta de apă are pierderi de căldură în mediul cu temperatură scăzută, iar eficiența energetică este puțin mai mică. . Xiaopeng G3 folosește încălzitorul de apă menționat mai sus.
Fie că este vorba de încălzire prin vânt sau de încălzire a apei, pentru vehiculele electrice, bateriile de putere sunt necesare pentru a furniza energie electrică, iar cea mai mare parte a energiei electrice este consumată înaer conditionat incalzire în medii cu temperatură scăzută. Acest lucru are ca rezultat reducerea autonomiei de rulare a vehiculelor electrice în medii cu temperaturi scăzute.
Compared cu problema vitezei lente de încălzire a vehiculelor cu combustibil în medii cu temperatură scăzută, utilizarea încălzirii electrice pentru vehicule electrice poate scurta foarte mult timpul de încălzire.
Managementul termic al bateriilor de putere
În comparație cu gestionarea termică a motorului vehiculelor cu combustibil, cerințele de management termic al sistemului de alimentare a vehiculelor electrice sunt mai stricte.
Deoarece cel mai bun interval de temperatură de lucru al bateriei este foarte mic, temperatura bateriei este, în general, necesară să fie între 15 și 40° C. Cu toate acestea, temperatura ambientală utilizată în mod obișnuit de vehicule este de -30~40° C, iar condițiile de conducere ale utilizatorilor efectivi sunt complexe. Controlul managementului termic trebuie să identifice și să determine în mod eficient condițiile de conducere ale vehiculelor și starea bateriilor și să efectueze controlul optim al temperaturii și să depună eforturi pentru a obține un echilibru între consumul de energie, performanța vehiculului, performanța bateriei și confort.
Pentru a atenua anxietatea de autonomie, capacitatea bateriei vehiculelor electrice este din ce în ce mai mare, iar densitatea de energie este din ce în ce mai mare; În același timp, este necesar să se rezolve contradicția privind timpul de așteptare prea lung de încărcare pentru utilizatori, iar încărcarea rapidă și încărcarea super rapidă au apărut.
În ceea ce privește managementul termic, încărcarea rapidă cu curent ridicat aduce o generare mai mare de căldură și un consum mai mare de energie al bateriei. Odată ce temperatura bateriei este prea ridicată în timpul încărcării, aceasta poate cauza nu numai riscuri de siguranță, dar poate duce și la probleme precum eficiența redusă a bateriei și reducerea accelerată a duratei de viață a bateriei. Designul desistem de management termiceste un test sever.
Managementul termic al vehiculelor electrice
Reglarea confortului cabinei ocupanților
Mediul termic interior al vehiculului afectează direct confortul ocupantului. În combinație cu modelul senzorial al corpului uman, studiul fluxului și transferului de căldură în cabină este un mijloc important de a îmbunătăți confortul vehiculului și de a îmbunătăți performanța vehiculului. Din designul structurii caroseriei, de la priza de aer condiționat, sticla vehiculului afectată de radiația solară și designul întregii caroserie, combinat cu sistemul de aer condiționat, se ia în considerare impactul asupra confortului ocupantului.
Atunci când conduc un vehicul, utilizatorii ar trebui să experimenteze nu numai senzația de condus adusă de puterea puternică a vehiculului, ci și confortul mediului din cabină este o parte importantă.
Controlul de reglare a temperaturii de funcționare a bateriei de alimentare
Bateria în utilizarea procesului va întâmpina o mulțime de probleme, în special la temperatura bateriei, bateria cu litiu în mediul cu temperatură extrem de scăzută atenuarea puterii este gravă, în mediul cu temperatură ridicată este predispusă la riscuri de siguranță, utilizarea bateriilor în extremă carcasele vor fi foarte probabil să dăuneze bateriei, reducând astfel performanța și durata de viață a bateriei.
Scopul principal al managementului termic este de a face ca acumulatorul să funcționeze întotdeauna în intervalul adecvat de temperatură pentru a menține cea mai bună stare de funcționare a acumulatorului. Sistemul de management termic al bateriei include în principal trei funcții: disiparea căldurii, preîncălzirea și egalizarea temperaturii. Disiparea căldurii și preîncălzirea sunt reglate în principal pentru posibilul impact al temperaturii mediului extern asupra bateriei. Egalizarea temperaturii este utilizată pentru a reduce diferența de temperatură în cadrul acumulatorului și pentru a preveni degradarea rapidă cauzată de supraîncălzirea unei anumite părți a bateriei.
Sistemele de management termic al bateriei utilizate în vehiculele electrice aflate acum pe piață sunt împărțite în principal în două categorii: răcite cu aer și răcite cu lichid.
Principiulsistem de management termic racit cu aer se aseamănă mai mult cu principiul disipării căldurii al computerului, un ventilator de răcire este instalat într-o secțiune a pachetului de baterii, iar celălalt capăt are o ventilație, care accelerează fluxul de aer între baterii prin funcționarea ventilatorului, astfel încât pentru a elimina căldura emisă de baterie atunci când funcționează.
Pentru a spune clar, răcirea cu aer înseamnă adăugarea unui ventilator pe partea laterală a acumulatorului și răcirea acumulatorului prin suflarea ventilatorului, dar vântul suflat de ventilator va fi afectat de factori externi și de eficiența răcirii cu aer. va fi redusă când temperatura exterioară este mai mare. La fel cum suflarea unui ventilator nu te face mai rece într-o zi fierbinte. Avantajul răcirii cu aer este structura simplă și costul redus.
Răcirea cu lichid elimină căldura generată de baterie în timpul lucrului prin lichidul de răcire din conducta de lichid de răcire din interiorul pachetului de baterii pentru a obține efectul de reducere a temperaturii bateriei. Din efectul real de utilizare, mediul lichid are un coeficient de transfer de căldură ridicat, capacitate mare de căldură și viteză de răcire mai mare, iar Xiaopeng G3 utilizează un sistem de răcire cu lichid cu o eficiență de răcire mai mare.
În termeni simpli, principiul răcirii cu lichid este aranjarea unei conducte de apă în acumulatorul. Când temperatura acumulatorului este prea mare, apă rece este turnată în conducta de apă, iar căldura este luată de apă rece pentru a se răci. Dacă temperatura acumulatorului este prea scăzută, acesta trebuie încălzit.
Când vehiculul este condus energic sau încărcat rapid, se generează o cantitate mare de căldură în timpul încărcării și descărcării bateriei. Când temperatura bateriei este prea mare, porniți compresorul, iar agentul frigorific de temperatură scăzută curge prin lichidul de răcire în conducta de răcire a schimbătorului de căldură a bateriei. Lichidul de răcire la temperatură scăzută curge în acumulatorul pentru a elimina căldura, astfel încât bateria să poată menține cel mai bun interval de temperatură, ceea ce îmbunătățește considerabil siguranța și fiabilitatea bateriei în timpul utilizării mașinii și scurtează timpul de încărcare.
În iarna extrem de rece, din cauza temperaturii scăzute, activitatea bateriilor cu litiu este redusă, performanța bateriei este mult redusă, iar bateria nu poate fi descărcată de mare putere sau încărcare rapidă. În acest moment, porniți încălzitorul de apă pentru a încălzi lichidul de răcire în circuitul bateriei, iar lichidul de răcire la temperatură ridicată încălzește bateria. Acesta asigură că vehiculul poate avea, de asemenea, capacitatea de încărcare rapidă și o autonomie lungă de condus în mediu cu temperatură scăzută.
Control electronic cu acționare electrică și disipare a căldurii de răcire a părților electrice de mare putere
Vehiculele cu energie noi au atins funcții complete de electrificare, iar sistemul de alimentare cu combustibil a fost schimbat într-un sistem de alimentare electrică. Bateria de putere iese până laTensiune 370V DC pentru a furniza energie, răcire și încălzire pentru vehicul și pentru a furniza energie diferitelor componente electrice ale mașinii. În timpul conducerii vehiculului, componentele electrice de mare putere (cum ar fi motoare, DCDC, controlere de motoare etc.) vor genera multă căldură. Temperatura ridicată a aparatelor electrice poate cauza defecțiuni ale vehiculului, limitarea puterii și chiar pericole pentru siguranță. Managementul termic al vehiculului trebuie să disipeze căldura generată în timp pentru a se asigura că componentele electrice de mare putere ale vehiculului se află în intervalul de temperatură de lucru sigur.
Sistemul de control electronic al acționării electrice G3 adoptă disiparea căldurii de răcire cu lichid pentru managementul termic. Lichidul de răcire din conducta sistemului electronic de acționare a pompei curge prin motor și alte dispozitive de încălzire pentru a elimina căldura pieselor electrice, apoi curge prin radiator de pe grila de admisie din față a vehiculului, iar ventilatorul electronic este pornit la răciți lichidul de răcire la temperatură înaltă.
Câteva gânduri despre dezvoltarea viitoare a industriei de management termic
Consum redus de energie:
Pentru a reduce consumul mare de energie cauzat de aer condiționat, aerul condiționat cu pompă de căldură a primit treptat o atenție deosebită. Deși sistemul general de pompă de căldură (folosind R134a ca agent frigorific) are anumite limitări în mediul utilizat, cum ar fi temperatura extrem de scăzută (sub -10° C) nu poate funcționa, refrigerarea într-un mediu cu temperatură ridicată nu este diferită de aerul condiționat obișnuit al vehiculului electric. Cu toate acestea, în majoritatea părților Chinei, sezonul de primăvară și toamnă (temperatura mediului) poate reduce eficient consumul de energie al aerului condiționat, iar raportul de eficiență energetică este de 2 până la 3 ori mai mare decât al radiatoarelor electrice.
Zgomot redus:
După ce vehiculul electric nu are sursa de zgomot a motorului, zgomotul generat de funcționareacompresoruliar ventilatorul electronic frontal atunci când aparatul de aer condiționat este pornit pentru refrigerare este ușor de plâns de utilizatori. Ventilatoarele electronice eficiente și silențioase și compresoarele cu deplasare mare ajută la reducerea zgomotului cauzat de funcționare, crescând în același timp capacitatea de răcire
Cost scăzut:
Metodele de răcire și încălzire ale sistemului de management termic utilizează în cea mai mare parte un sistem de răcire cu lichid, iar cererea de căldură pentru încălzirea bateriei și încălzirea aerului condiționat în mediu cu temperatură scăzută este foarte mare. Soluția actuală este creșterea încălzitorului electric pentru a crește producția de căldură, ceea ce aduce un cost ridicat al pieselor și un consum mare de energie. Dacă există o descoperire în tehnologia bateriilor pentru a rezolva sau reduce cerințele dure de temperatură ale bateriilor, aceasta va aduce o mare optimizare în proiectarea și costul sistemelor de management termic. Utilizarea eficientă a căldurii reziduale generate de motor în timpul mersului vehiculului va contribui, de asemenea, la reducerea consumului de energie al sistemului de management termic. Tradus înapoi este reducerea capacității bateriei, îmbunătățirea autonomiei de rulare și reducerea costului vehiculului.
Inteligent:
Un grad ridicat de electrificare este tendința de dezvoltare a vehiculelor electrice, iar aparatele de aer condiționat tradiționale se limitează doar la funcțiile de refrigerare și încălzire pentru a se dezvolta inteligent. Aerul condiționat poate fi îmbunătățit și mai mult la suport de date mari pe baza obiceiurilor mașinii utilizatorului, cum ar fi mașina de familie, temperatura aerului condiționat poate fi adaptată în mod inteligent la diferite persoane după ce se urcă în mașină. Porniți aerul condiționat înainte de a ieși, astfel încât temperatura din mașină să ajungă la o temperatură confortabilă. Priza de aer electrică inteligentă poate regla automat direcția ieșirii de aer în funcție de numărul de persoane din mașină, poziția și dimensiunea corpului.
Ora postării: Oct-20-2023