2014 óta az elektromos járműipar fokozatosan felforrósodott. Ezek közül az elektromos járművek hőkezelése fokozatosan felforrósodott. Mivel az elektromos járművek hatótávolsága nemcsak az akkumulátor energiasűrűségétől, hanem a jármű hőkezelő rendszerének technológiájától is függ. Az akkumulátor hőkezelő rendszere is...tapasztalategy folyamatot indított el a semmiből, a hanyagságtól a figyelemig.
Szóval, ma beszéljünk arról,elektromos járművek hőgazdálkodása, mit irányítanak?
Az elektromos járművek és a hagyományos járművek hőszabályozása közötti hasonlóságok és különbségek
Ez a pont azért került az első helyre, mert miután az autóipar belépett az új energiakorszakba, a hőgazdálkodás hatóköre, megvalósítási módjai és összetevői jelentősen megváltoztak.
Nem kell itt többet mondani a hagyományos üzemanyaggal működő járművek hőgazdálkodási architektúrájáról, és a szakmai olvasók már egyértelműen kimondták, hogy a hagyományos hőgazdálkodás főként a következőket foglalja magában:légkondicionáló hőmérséklet-szabályozó rendszer és a hajtáslánc hőkezelő alrendszere.
Az elektromos járművek hőgazdálkodási architektúrája az üzemanyaggal működő járművek hőgazdálkodási architektúráján alapul, és kiegészíti az elektromos motor elektronikus hőgazdálkodási rendszerét és az akkumulátor hőgazdálkodási rendszerét. Az üzemanyaggal működő járművekkel ellentétben az elektromos járművek érzékenyebbek a hőmérséklet-változásokra, a hőmérséklet kulcsfontosságú tényező a biztonságuk, teljesítményük és élettartamuk meghatározásában, a hőgazdálkodás pedig szükséges eszköz a megfelelő hőmérsékleti tartomány és egyenletesség fenntartásához. Ezért az akkumulátor hőgazdálkodási rendszere különösen kritikus, és az akkumulátor hőgazdálkodása (hőelvezetés/hővezetés/hőszigetelés) közvetlenül összefügg az akkumulátor biztonságával és a teljesítmény állandóságával hosszú távú használat után.
Tehát a részletek tekintetében főként a következő különbségek vannak.
A légkondicionálók különböző hőforrásai
A hagyományos üzemanyaggal működő teherautók légkondicionáló rendszere főként kompresszorból, kondenzátorból, tágulási szelepből, párologtatóból, csővezetékből és egyéb elemekből áll.alkatrészek.
Hűtéskor a hűtőközeget a kompresszor végzi, és az autóban lévő hőt eltávolítják a hőmérséklet csökkentése érdekében, ami a hűtés elve. Mivela kompresszor munkája Mivel a motornak kell meghajtania, a hűtési folyamat növeli a motor terhelését, és ezért mondjuk, hogy a nyári klímaberendezés több olajba kerül.
Jelenleg szinte az összes üzemanyaggal működő járműfűtés a motor hűtőfolyadékának hőjét használja fel – a motor által termelt nagy mennyiségű hulladékhő felhasználható a légkondicionáló fűtésére. A hűtőfolyadék átáramlik a hőcserélőn (más néven víztartályon) a meleg levegős rendszerben, és a ventilátor által szállított levegő hőcserélődik a motor hűtőfolyadékával, a levegő felmelegszik, majd a járműbe kerül.
Hideg környezetben azonban a motornak sokáig kell járnia, hogy a víz hőmérséklete elérje a megfelelő értéket, és a felhasználónak sokáig kell elviselnie a hideget az autóban.
Az új energiahordozójú járművek fűtése főként elektromos fűtőberendezésekre támaszkodik, az elektromos fűtőberendezések szél- és vízmelegítőkkel is rendelkeznek. A légmelegítő elve hasonló a hajszárítóéhoz, amely közvetlenül a fűtőlapon keresztül melegíti fel a keringő levegőt, így forró levegőt juttat az autóba. A szélmelegítő előnye a gyors felfűtési idő, a valamivel magasabb energiahatékonysági arány és a magas fűtési hőmérséklet. Hátránya, hogy a fűtő szél különösen száraz, ami szárazságérzetet kelt az emberi testben. A vízmelegítő elve hasonló az elektromos vízmelegítőéhoz, amely a fűtőlapon keresztül melegíti fel a hűtőfolyadékot, és a magas hőmérsékletű hűtőfolyadék átáramlik a meleg levegő magján, majd felmelegíti a keringő levegőt, hogy elérje a belső tér felmelegítését. A vízmelegítő felfűtési ideje valamivel hosszabb, mint a légmelegítőé, de sokkal gyorsabb is, mint az üzemanyaggal működő járműveké, és a vízvezeték hőveszteséget okoz az alacsony hőmérsékletű környezetben, így az energiahatékonyság valamivel alacsonyabb. A Xiaopeng G3 a fent említett vízmelegítőt használja.
Akár szélfűtésről, akár vízmelegítésről van szó, az elektromos járművekhez akkumulátorokra van szükség az áram előállításához, és az áram nagy részét a ... fogyasztja el.légkondicionáló fűtés alacsony hőmérsékletű környezetben. Ez az elektromos járművek hatótávolságának csökkenését eredményezi alacsony hőmérsékletű környezetben.
Összehasonlításed-vel Az üzemanyaggal működő járművek alacsony hőmérsékletű környezetben történő lassú felmelegedési sebességének problémája miatt az elektromos fűtés használata az elektromos járműveknél jelentősen lerövidítheti a felmelegedési időt.
Az akkumulátorok hőkezelése
Az üzemanyaggal működő járművek motorjának hőgazdálkodásához képest az elektromos járművek energiaellátó rendszerének hőgazdálkodási követelményei szigorúbbak.
Mivel az akkumulátor optimális üzemi hőmérséklet-tartománya nagyon szűk, az akkumulátor hőmérsékletének általában 15 és 40 fok között kell lennie.° C. A járművek által általában használt környezeti hőmérséklet azonban -30~40 °C.° C, és a tényleges felhasználók vezetési körülményei összetettek. A hőmérséklet-szabályozásnak hatékonyan kell azonosítania és meghatároznia a járművek vezetési körülményeit és az akkumulátorok állapotát, és optimális hőmérséklet-szabályozást kell végeznie, valamint törekednie kell az energiafogyasztás, a jármű teljesítménye, az akkumulátor teljesítménye és a kényelem közötti egyensúly elérésére.
A hatótávolsággal kapcsolatos szorongás enyhítése érdekében az elektromos járművek akkumulátorának kapacitása egyre nagyobb, az energiasűrűség pedig egyre nagyobb; Ugyanakkor meg kell oldani a felhasználók számára túl hosszú töltési várakozási idő ellentmondását, és létrejött a gyorstöltés és a szupergyors töltés.
A hőkezelés szempontjából a nagyáramú gyorstöltés nagyobb hőtermeléssel és az akkumulátor magasabb energiafogyasztásával jár. Ha az akkumulátor hőmérséklete túl magas töltés közben, az nemcsak biztonsági kockázatot jelenthet, hanem olyan problémákhoz is vezethet, mint az akkumulátor hatékonyságának csökkenése és az akkumulátor élettartamának gyors romlása.hőkezelő rendszerkomoly próbatételnek számít.
Elektromos járművek hőszabályozása
Utasfülke komfort beállítása
A jármű beltéri hőmérséklete közvetlenül befolyásolja az utasok kényelmét. Az emberi test érzékszervi modelljével kombinálva a fülkében zajló áramlás és hőátadás vizsgálata fontos eszköz a jármű kényelmének és teljesítményének javítására. A karosszériaszerkezet kialakításától kezdve a légkondicionáló kimenetén át a napfény sugárzásának kitett járműüvegekig és a teljes karosszéria kialakításáig, a légkondicionáló rendszerrel kombinálva, figyelembe veszik az utasok kényelmére gyakorolt hatást.
Járművezetés közben a felhasználóknak nemcsak a jármű nagy teljesítménye által nyújtott vezetési élményt kell megtapasztalniuk, hanem a vezetőfülke kényelme is fontos szerepet játszik.
Akkumulátor üzemi hőmérséklet-szabályozása
Az akkumulátor használata során számos probléma merülhet fel, különösen az akkumulátor hőmérséklete miatt. A lítium akkumulátor rendkívül alacsony hőmérsékleten komoly teljesítménycsökkenést mutat, magas hőmérsékleten pedig biztonsági kockázatoknak van kitéve. Az akkumulátorok szélsőséges esetekben történő használata nagy valószínűséggel károsíthatja az akkumulátort, ezáltal csökkentve az akkumulátor teljesítményét és élettartamát.
A hőszabályozás fő célja, hogy az akkumulátorcsomag mindig a megfelelő hőmérsékleti tartományon belül működjön az akkumulátorcsomag legjobb működési állapotának fenntartása érdekében. Az akkumulátor hőszabályozási rendszere főként három funkciót foglal magában: hőelvezetést, előmelegítést és hőmérséklet-kiegyenlítést. A hőelvezetést és az előmelegítést elsősorban a külső környezeti hőmérséklet akkumulátorra gyakorolt lehetséges hatásához igazítják. A hőmérséklet-kiegyenlítést az akkumulátorcsomagon belüli hőmérséklet-különbség csökkentésére és az akkumulátor bizonyos részeinek túlmelegedése által okozott gyors lebomlás megakadályozására használják.
A jelenleg piacon lévő elektromos járművekben használt akkumulátor-hőmérséklet-szabályozó rendszerek két fő kategóriába sorolhatók: léghűtéses és folyadékhűtéses.
Az elv aléghűtéses hőkezelő rendszer inkább a számítógép hőelvezetési elvéhez hasonlít, az akkumulátorcsomag egyik részébe egy hűtőventilátor van beépítve, a másik végén pedig egy szellőzőnyílás található, amely a ventilátor munkáján keresztül felgyorsítja a levegő áramlását az akkumulátorok között, így elvezetve az akkumulátor által működés közben kibocsátott hőt.
Egyszerűen fogalmazva, a léghűtés lényege, hogy egy ventilátort szerelnek az akkumulátorcsomag oldalára, és a ventilátorral hűtik az akkumulátorcsomagot, de a ventilátor által fújt szelet külső tényezők befolyásolják, és a léghűtés hatékonysága csökken, ha a külső hőmérséklet magasabb. Csakúgy, mint ahogy a ventilátor fújása sem hűsít egy forró napon. A léghűtés előnye az egyszerű szerkezet és az alacsony költség.
A folyadékhűtés az akkumulátor működése során keletkező hőt a hűtőfolyadékon keresztül vezeti el az akkumulátorcsomag belsejében lévő hűtőfolyadék-vezetékben, így éri el az akkumulátor hőmérsékletének csökkenését. A tényleges használat során a folyékony közeg magas hőátadási együtthatóval, nagy hőkapacitással és gyorsabb hűtési sebességgel rendelkezik, és a Xiaopeng G3 nagyobb hűtési hatékonyságú folyadékhűtéses rendszert használ.
Egyszerűen fogalmazva, a folyadékhűtés elve egy vízcső elhelyezése az akkumulátorcsomagban. Amikor az akkumulátorcsomag hőmérséklete túl magas, hideg vizet öntenek a vízcsőbe, és a hőt hideg víz vonja el, hogy lehűtse. Ha az akkumulátorcsomag hőmérséklete túl alacsony, akkor fel kell melegíteni.
Amikor a járművet erőteljesen vezetik vagy gyorsan töltik, az akkumulátor töltése és kisütése során nagy mennyiségű hő keletkezik. Ha az akkumulátor hőmérséklete túl magas, kapcsolja be a kompresszort, és az alacsony hőmérsékletű hűtőközeg átáramlik a hűtőfolyadékon az akkumulátor hőcserélőjének hűtőcsövében. Az alacsony hőmérsékletű hűtőközeg az akkumulátorcsomagba áramlik, elvezeti a hőt, így az akkumulátor a legjobb hőmérsékleti tartományban tarthatja magát, ami nagymértékben javítja az akkumulátor biztonságát és megbízhatóságát az autó használata során, és lerövidíti a töltési időt.
A rendkívül hideg téli időszakban az alacsony hőmérséklet miatt a lítium akkumulátorok aktivitása csökken, az akkumulátor teljesítménye jelentősen romlik, és az akkumulátor nem képes nagy teljesítményű kisütésre vagy gyorstöltésre. Ilyenkor kapcsolja be a vízmelegítőt, hogy felmelegítse az akkumulátor áramkörében lévő hűtőfolyadékot, és a magas hőmérsékletű hűtőfolyadék felmelegíti az akkumulátort. Ez biztosítja a jármű gyors töltési képességét és a hosszú hatótávolságot alacsony hőmérsékletű környezetben is.
Elektromos hajtás elektronikus vezérlése és nagy teljesítményű elektromos alkatrészek hűtése és hőelvezetése
Az új energiahordozók átfogó villamosítási funkciókat értek el, és az üzemanyag-ellátó rendszert elektromos rendszerre cserélték. Az akkumulátor teljesítménye akár370 V egyenfeszültség a jármű energiaellátásának, hűtésének és fűtésének biztosítása, valamint az autó különböző elektromos alkatrészeinek áramellátása. A jármű vezetése közben a nagy teljesítményű elektromos alkatrészek (például motorok, DCDC, motorvezérlők stb.) sok hőt termelnek. Az erősáramú készülékek magas hőmérséklete a jármű meghibásodását, teljesítménykorlátozást és akár biztonsági kockázatokat is okozhat. A jármű hőszabályozásának időben el kell oszlatnia a keletkezett hőt annak biztosítása érdekében, hogy a jármű nagy teljesítményű elektromos alkatrészei a biztonságos üzemi hőmérsékleti tartományban legyenek.
A G3 elektromos hajtás elektronikus vezérlőrendszere folyadékhűtéses hőelvezetést alkalmaz a hőszabályozáshoz. Az elektronikus szivattyúhajtás-rendszer csővezetékében lévő hűtőfolyadék átáramlik a motoron és más fűtőberendezéseken, hogy elvezesse az elektromos alkatrészek hőjét, majd átáramlik a jármű első szívórácsánál lévő hűtőn, és az elektronikus ventilátor bekapcsol, hogy lehűtse a magas hőmérsékletű hűtőfolyadékot.
Néhány gondolat a hőgazdálkodási iparág jövőbeli fejlődéséről
Alacsony energiafogyasztás:
A légkondicionálás okozta nagy energiafogyasztás csökkentése érdekében a hőszivattyús légkondicionálók fokozatosan nagy figyelmet kaptak. Bár az általános hőszivattyús rendszernek (R134a hűtőközeggel) bizonyos korlátai vannak a használt környezetben, például a rendkívül alacsony hőmérséklet (-10 °C alatt)° C) nem működik, a magas hőmérsékletű környezetben történő hűtés nem különbözik a hagyományos elektromos járművek légkondicionálóitól. Kína nagy részén azonban a tavaszi és őszi szezonban (környezeti hőmérsékleten) hatékonyan csökkenthető a légkondicionálók energiafogyasztása, és az energiahatékonysági arány 2-3-szorosa az elektromos fűtőberendezésekének.
Alacsony zajszint:
Miután az elektromos járműnek nincs motorzajforrása, a működése által keltett zaja kompresszorA felhasználók könnyen panaszkodhatnak az elülső elektronikus ventilátorra, amikor a légkondicionáló be van kapcsolva hűtés céljából. A hatékony és csendes elektronikus ventilátortermékek és a nagy teljesítményű kompresszorok segítenek csökkenteni a működés közbeni zajt, miközben növelik a hűtési kapacitást.
Alacsony költség:
A hőkezelő rendszerek hűtési és fűtési módszerei többnyire folyadékhűtéses rendszert alkalmaznak, és az akkumulátorfűtés és a légkondicionáló fűtés hőigénye alacsony hőmérsékletű környezetben nagyon nagy. A jelenlegi megoldás az elektromos fűtőberendezés növelése a hőtermelés növelése érdekében, ami magas alkatrészköltségekkel és magas energiafogyasztással jár. Ha áttörés történik az akkumulátortechnológiában az akkumulátorok szigorú hőmérsékleti követelményeinek megoldásában vagy csökkentésében, az nagyszerű optimalizálást eredményez a hőkezelő rendszerek tervezésében és költségeiben. A jármű működése során a motor által termelt hulladékhő hatékony felhasználása szintén segít csökkenteni a hőkezelő rendszer energiafogyasztását. Ez visszafelé haladva az akkumulátor kapacitásának csökkenéséhez, a hatótávolság javulásához és a jármű költségének csökkenéséhez vezet.
Intelligens:
Az elektromos járművek fejlődési trendje a magas fokú villamosítás, és a hagyományos légkondicionálók már csak hűtési és fűtési funkciókra korlátozódnak az intelligensebbé válás érdekében. A légkondicionálók továbbfejleszthetők a nagy adatmennyiség támogatására a felhasználók autós szokásai alapján, például családi autók esetén, a légkondicionáló hőmérséklete intelligensen igazítható a különböző emberekhez, miután beszállnak az autóba. Kapcsolja be a légkondicionálót, mielőtt kiszáll, hogy az autóban a hőmérséklet elérje a kellemes hőmérsékletet. Az intelligens elektromos levegőkimenet automatikusan beállítja a levegőkimenet irányát az autóban ülők száma, a test helyzete és mérete szerint.
Közzététel ideje: 2023. október 20.