1. Cerințe privind managementul termic al vehiculelor electrice (HVCH)
Habitaclul este spațiul ambiental în care locuiește șoferul în timp ce vehiculul este în mișcare. Pentru a asigura un mediu de condus confortabil pentru șofer, managementul termic al habitaclului trebuie să controleze temperatura, umiditatea și temperatura aerului de admisie din mediul interior al vehiculului. Cerințele de management termic ale habitaclului în diferite condiții sunt prezentate în Tabelul 1.
Controlul temperaturii bateriei este o condiție prealabilă importantă pentru a asigura funcționarea eficientă și sigură a vehiculelor electrice. Atunci când temperatura este prea ridicată, aceasta va provoca scurgeri de lichid și combustie spontană, ceea ce va afecta siguranța conducerii; atunci când temperatura este prea scăzută, capacitatea de încărcare și descărcare a bateriei va fi atenuată într-o anumită măsură. Datorită densității energetice ridicate și greutății reduse, bateriile cu litiu au devenit cele mai utilizate baterii pentru vehiculele electrice. Cerințele de control al temperaturii bateriilor cu litiu și sarcina termică a bateriei în diferite condiții, estimate conform literaturii de specialitate, sunt prezentate în Tabelul 2. Odată cu creșterea treptată a densității energetice a bateriilor, extinderea intervalului de temperatură al mediului de lucru și creșterea vitezei de încărcare rapidă, importanța controlului temperaturii bateriei în sistemul de management termic a devenit mai proeminentă, nu numai pentru a satisface diferite condiții de drum și diferite moduri de încărcare și descărcare. Sarcina de control al temperaturii se modifică în condițiile de lucru ale vehiculului, uniformitatea câmpului de temperatură dintre pachetele de baterii și prevenirea și controlul fugii termice trebuie, de asemenea, să îndeplinească toate cerințele de control al temperaturii în diferite condiții de mediu, cum ar fi zonele cu frig sever, căldură ridicată și umiditate ridicată, precum și zonele calde de vară și zonele reci de iarnă. nevoie.
2. Încălzirea PTC în prima etapă
În etapa inițială a industrializării vehiculelor electrice, tehnologia de bază se bazează în principal pe înlocuirea bateriilor, motoarelor și a altor sisteme de alimentare, bazată pe îmbunătățiri graduale. Atât aparatul de aer condiționat al vehiculului electric pur, cât și cel al vehiculului pe combustibil realizează funcția de refrigerare prin ciclul de compresie a vaporilor. Diferența dintre cele două este că compresorul de aer condiționat al vehiculului pe combustibil este acționat indirect de motor prin curea, în timp ce vehiculul electric pur utilizează direct compresorul de acționare electrică pentru a acționa ciclul de refrigerare. Când vehiculele pe combustibil sunt încălzite iarna, căldura reziduală a motorului este utilizată direct pentru încălzirea habitaclului, fără o sursă suplimentară de căldură. Cu toate acestea, căldura reziduală a motorului vehiculelor electrice pur nu poate satisface nevoile de încălzire pe timp de iarnă. Prin urmare, încălzirea pe timp de iarnă este o problemă pe care vehiculele electrice pur trebuie să o rezolve. Încălzitorul cu coeficient de temperatură pozitiv (PTC) este compus dintr-un element de încălzire ceramic PTC și un tub de aluminiu.Încălzitor de lichid de răcire PTC/Încălzitor de aer PTC), care are avantajele unei rezistențe termice mici și a unei eficiențe ridicate a transferului de căldură și este utilizat în baza caroseriei vehiculelor pe combustibil. Prin urmare, primele vehicule electrice au folosit ciclul de refrigerare prin compresie de vapori plus încălzirea PTC pentru a realiza managementul termic al habitaclului.
2.1 Aplicarea tehnologiei pompelor de căldură în a doua etapă
În utilizarea reală, vehiculele electrice au o cerere mare de energie pentru încălzire în timpul iernii. Din punct de vedere termodinamic, COP-ul încălzirii PTC este întotdeauna mai mic de 1, ceea ce face ca consumul de energie al încălzirii PTC să fie ridicat, iar rata de utilizare a energiei să fie scăzută, ceea ce restricționează serios kilometrajul vehiculelor electrice. Tehnologia pompei de căldură utilizează ciclul de compresie a vaporilor pentru a utiliza căldura de grad scăzut din mediu, iar COP-ul teoretic în timpul încălzirii este mai mare de 1. Prin urmare, utilizarea unui sistem de pompă de căldură în loc de PTC poate crește autonomia vehiculelor electrice în condiții de încălzire. Odată cu îmbunătățirea în continuare a capacității și puterii bateriei de alimentare, sarcina termică în timpul funcționării bateriei de alimentare crește treptat. Structura tradițională de răcire cu aer nu poate îndeplini cerințele de control al temperaturii bateriei de alimentare. Prin urmare, răcirea cu lichid a devenit principala metodă de control al temperaturii bateriei. Mai mult, deoarece temperatura confortabilă necesară corpului uman este similară cu temperatura la care funcționează normal bateria de alimentare, cerințele de răcire ale habitaclului și ale bateriei de alimentare pot fi satisfăcute prin conectarea în paralel a schimbătoarelor de căldură în sistemul pompei de căldură din habitaclu. Căldura bateriei este preluată indirect de schimbătorul de căldură și de răcirea secundară, iar gradul de integrare al sistemului de management termic al vehiculului electric a fost îmbunătățit. Deși gradul de integrare a fost îmbunătățit, sistemul de management termic în această etapă integrează pur și simplu răcirea bateriei și a habitaclului, iar căldura reziduală a bateriei și a motorului nu a fost utilizată eficient.
Data publicării: 04 aprilie 2023
