Od 2014. industrija električnih vozila postepeno postaje vruća. Među njima, upravljanje toplinom vozila električnih vozila postepeno je postalo vruće. Jer domet električnih vozila ne zavisi samo od gustine energije baterije, već i od tehnologije sistema upravljanja toplotom vozila. Sistem upravljanja temperaturom baterije takođe imaexperiepokrenuo proces od nule, od zanemarivanja do pažnje.
Danas, hajde da pričamo otermičko upravljanje električnim vozilima, čime oni upravljaju?
Sličnosti i razlike između upravljanja toplinom električnih vozila i tradicionalnog upravljanja toplinom vozila
Ova poenta je stavljena na prvo mjesto jer nakon što je automobilska industrija ušla u novu energetsku eru, obim, metode implementacije i komponente upravljanja toplinom su se uvelike promijenile.
Ovdje nema potrebe govoriti više o arhitekturi upravljanja toplinom kod vozila na tradicionalno gorivo, a profesionalnim čitateljima je jasno da tradicionalno upravljanje toplinom uglavnom uključujesistem upravljanja toplinom klima uređaja i podsistem upravljanja toplinom pogonskog sklopa.
Arhitektura upravljanja toplinom električnih vozila temelji se na arhitekturi upravljanja toplinom vozila na gorivo, i dodaje elektronski sistem upravljanja toplinom električnog motora i sistem upravljanja toplinom baterije, za razliku od vozila na gorivo, električna vozila su osjetljivija na promjene temperature, temperatura je ključna faktor za određivanje njegove sigurnosti, performansi i vijeka trajanja, upravljanje toplinom je neophodno sredstvo za održavanje odgovarajućeg temperaturnog raspona i uniformnosti. Stoga je sistem upravljanja toplinom baterije posebno kritičan, a upravljanje toplinom baterije (odvođenje topline/provođenje topline/izolacija topline) direktno je povezano sa sigurnošću baterije i konzistentnošću napajanja nakon dugotrajne upotrebe.
Dakle, u pogledu detalja, uglavnom postoje sljedeće razlike.
Različiti izvori topline za klimatizaciju
Sistem klimatizacije tradicionalnog kamiona za gorivo uglavnom se sastoji od kompresora, kondenzatora, ekspanzijskog ventila, isparivača, cjevovoda i drugihkomponente.
Prilikom hlađenja, rashladno sredstvo (sredstvo za hlađenje) obavlja kompresor, a toplina u automobilu se uklanja kako bi se smanjila temperatura, što je princip hlađenja. Jerrad kompresora mora da ga pokreće motor, proces hlađenja će povećati opterećenje motora, i to je razlog zašto kažemo da letnja klima više košta ulja.
Trenutno se gotovo svo grijanje vozila na gorivo koristi toplinom rashladne tekućine motora - velika količina otpadne topline koju proizvodi motor može se koristiti za zagrijavanje klima uređaja. Rashladna tečnost teče kroz izmenjivač toplote (takođe poznat kao rezervoar za vodu) u sistemu toplog vazduha, a vazduh koji se prenosi ventilatorom razmenjuje toplotu sa rashladnom tečnošću motora, a vazduh se zagreva i zatim šalje u automobil.
Međutim, u hladnom okruženju, motor treba dugo da radi kako bi podigao temperaturu vode na odgovarajuću temperaturu, a korisnik mora dugo izdržati hladnoću u automobilu.
Zagrijavanje vozila na novu energiju uglavnom se oslanja na električne grijače, električni grijači imaju vjetrenjače i bojlere. Princip rada grijača zraka sličan je onom kod sušila za kosu, koji direktno zagrijava cirkulirajući zrak kroz grijaću ploču, čime se osigurava topli zrak u automobil. Prednost grijača vjetra je što je vrijeme zagrijavanja brzo, omjer energetske efikasnosti je nešto veći, a temperatura grijanja je visoka. Nedostatak je što je grijaći vjetar posebno suh, što donosi osjećaj suhoće u ljudsko tijelo. Princip rada bojlera je sličan onome kod električnog bojlera, koji zagreva rashladnu tečnost kroz grejnu ploču, a rashladna tečnost visoke temperature teče kroz jezgro toplog vazduha i zatim zagreva cirkulišući vazduh kako bi se postiglo unutrašnje grejanje. Vrijeme grijanja bojlera je nešto duže od bojlera, ali je i mnogo brže od goriva vozila na gorivo, a cijev za vodu ima gubitak topline u okruženju niskih temperatura, a energetska efikasnost je nešto niža . Xiaopeng G3 koristi gore spomenuti bojler.
Bilo da se radi o grijanju na vjetar ili grijanju vode, za električna vozila potrebne su električne baterije za osiguranje električne energije, a većina električne energije se troši ugrijanje na klimu u okruženjima sa niskim temperaturama. To rezultira smanjenim dometom vožnje električnih vozila u okruženjima niskih temperatura.
Uporedied with Problem male brzine zagrevanja vozila na gorivo u okruženjima sa niskim temperaturama, upotreba električnog grejanja za električna vozila može znatno skratiti vreme grejanja.
Termičko upravljanje energetskim baterijama
U poređenju sa termičkim upravljanjem motora vozila na gorivo, zahtjevi za termičkim upravljanjem sistema za napajanje električnih vozila su stroži.
Budući da je najbolji raspon radne temperature baterije vrlo mali, temperatura baterije je općenito potrebna da bude između 15 i 40° C. Međutim, temperatura okoline koju obično koriste vozila je -30~40° C, a uslovi vožnje stvarnih korisnika su složeni. Kontrola termičkog upravljanja treba da efikasno identifikuje i odredi uslove vožnje vozila i stanje baterija, te da vrši optimalnu kontrolu temperature i teži da postigne ravnotežu između potrošnje energije, performansi vozila, performansi baterije i udobnosti.
Kako bi se ublažila anksioznost dometa, kapacitet baterije električnih vozila postaje sve veći i veći, a gustina energije sve veća i veća; Istovremeno, potrebno je riješiti kontradiktornost predugog vremena čekanja na punjenje za korisnike, te je došlo do brzog punjenja i super brzog punjenja.
U smislu upravljanja toplinom, brzo punjenje velikom strujom donosi veću proizvodnju topline i veću potrošnju energije baterije. Kada je temperatura baterije previsoka tokom punjenja, to ne samo da može uzrokovati sigurnosne rizike, već i dovesti do problema kao što su smanjena efikasnost baterije i ubrzano propadanje baterije. Dizajn odsistem upravljanja toplotomje težak test.
Termičko upravljanje električnim vozilom
Podešavanje udobnosti u kabini putnika
Unutrašnje toplotno okruženje vozila direktno utiče na udobnost putnika. U kombinaciji sa senzornim modelom ljudskog tijela, proučavanje protoka i prijenosa topline u kabini je važno sredstvo za poboljšanje udobnosti vozila i poboljšanje performansi vozila. Od konstrukcije karoserije, od izlaza klima uređaja, stakla vozila na koje utiče sunčevo zračenje i dizajna cele karoserije, u kombinaciji sa sistemom klimatizacije, razmatra se uticaj na udobnost putnika.
Kada upravljaju vozilom, korisnici ne bi trebali samo iskusiti osjećaj vožnje koji donosi snažna izlazna snaga vozila, već je i udobnost okruženja u kabini važan dio.
Kontrola podešavanja radne temperature akumulatora
Baterija u korištenju procesa će naići na mnogo problema, posebno u temperaturi baterije, litijum baterija u okruženju ekstremno niskih temperatura slabljenje snage je ozbiljno, u okruženju visoke temperature sklono je sigurnosnim rizicima, upotreba baterija u ekstremnim uvjetima slučajevi će vrlo vjerovatno oštetiti bateriju, čime će smanjiti performanse i vijek trajanja baterije.
Glavna svrha upravljanja toplinom je da baterija uvijek radi unutar odgovarajućeg temperaturnog raspona kako bi se održalo najbolje radno stanje baterije. Sistem upravljanja toplinom baterije uglavnom uključuje tri funkcije: odvođenje topline, predgrijavanje i izjednačavanje temperature. Rasipanje topline i predgrijavanje se uglavnom prilagođavaju mogućem utjecaju temperature vanjskog okruženja na bateriju. Izjednačavanje temperature se koristi za smanjenje temperaturne razlike unutar baterije i sprječavanje brzog propadanja uzrokovanog pregrijavanjem određenog dijela baterije.
Sistemi upravljanja temperaturom baterija koji se koriste u električnim vozilima sada na tržištu uglavnom su podijeljeni u dvije kategorije: hlađeni zrakom i hlađeni tekućinom.
Principvazdušno hlađeni sistem upravljanja toplotom je više kao princip rasipanja toplote računara, ventilator za hlađenje je ugrađen u jedan deo baterije, a drugi kraj ima otvor za ventilaciju, koji ubrzava protok vazduha između baterija kroz rad ventilatora, tako da da oduzme toplotu koju emituje baterija dok radi.
Iskreno rečeno, vazdušno hlađenje je dodavanje ventilatora sa strane baterije, i hlađenje baterije puhanjem ventilatora, ali na vetar koji puše ventilator će uticati spoljni faktori, a efikasnost vazdušnog hlađenja će se smanjiti kada je vanjska temperatura viša. Baš kao što vas puhanje ventilatora ne čini hladnijim tokom vrućeg dana. Prednost vazdušnog hlađenja je jednostavna struktura i niska cena.
Tečno hlađenje oduzima toplotu koju generiše baterija tokom rada kroz rashladnu tečnost u cevovodu rashladne tečnosti unutar baterije kako bi se postigao efekat smanjenja temperature baterije. Od stvarnog efekta upotrebe, tečni medij ima visok koeficijent prijenosa topline, veliki toplinski kapacitet i veću brzinu hlađenja, a Xiaopeng G3 koristi tečni sistem hlađenja sa većom efikasnošću hlađenja.
Jednostavnije rečeno, princip tekućeg hlađenja je da se cijev za vodu rasporedi u bateriju. Kada je temperatura baterije previsoka, hladna voda se sipa u vodovodnu cijev, a toplina se oduzima hladnom vodom da se ohladi. Ako je temperatura baterije preniska, potrebno je zagrijati.
Kada se vozilo vozi energično ili brzo puni, tokom punjenja i pražnjenja akumulatora stvara se velika količina toplote. Kada je temperatura baterije previsoka, uključite kompresor, a rashladno sredstvo niske temperature teče kroz rashladnu tečnost u rashladnoj cijevi izmjenjivača topline baterije. Niskotemperaturna rashladna tekućina teče u bateriju kako bi oduzela toplinu, tako da baterija može održavati najbolji temperaturni raspon, što uvelike poboljšava sigurnost i pouzdanost baterije tokom korištenja automobila i skraćuje vrijeme punjenja.
U ekstremno hladnoj zimi, zbog niske temperature, aktivnost litijumskih baterija je smanjena, performanse baterije su znatno smanjene, a baterija ne može biti pražnjenja velike snage ili brzog punjenja. U ovom trenutku uključite bojler da zagrije rashladno sredstvo u krugu akumulatora, a rashladno sredstvo visoke temperature zagrijava bateriju. Osigurava da vozilo može imati i mogućnost brzog punjenja i dug domet vožnje u okruženju niskih temperatura.
Elektronsko upravljanje električnim pogonom i rasipanje topline za hlađenje električnih dijelova velike snage
Nova energetska vozila postigla su sveobuhvatne funkcije elektrifikacije, a sistem napajanja gorivom je promijenjen u elektroenergetski sistem. Baterija ima snagu do370V DC napon za napajanje, hlađenje i grijanje za vozilo i napajanje raznih električnih komponenti na automobilu. Tokom vožnje vozila, električne komponente velike snage (kao što su motori, DCDC, kontroleri motora, itd.) će stvarati mnogo topline. Visoka temperatura električnih uređaja može uzrokovati kvar vozila, ograničenje snage, pa čak i sigurnosne opasnosti. Termičko upravljanje vozilom treba na vrijeme raspršiti generiranu toplinu kako bi se osiguralo da su električne komponente velike snage u vozilu u sigurnom rasponu radnih temperatura.
Elektronski upravljački sistem električnog pogona G3 usvaja rasipanje topline hlađenja tekućinom za upravljanje toplinom. Rashladna tečnost u cevovodu pogonskog sistema elektronske pumpe teče kroz motor i druge uređaje za grejanje da odnese toplotu električnih delova, a zatim teče kroz hladnjak na prednjoj usisnoj rešetki vozila, a elektronski ventilator se uključuje na ohladite rashladnu tečnost visoke temperature.
Neka razmišljanja o budućem razvoju industrije upravljanja toplotom
Niska potrošnja energije:
Kako bi se smanjila velika potrošnja energije uzrokovana klimatizacijom, klimatizacija s toplinskom pumpom postupno je dobila veliku pažnju. Iako opšti sistem toplotne pumpe (koji koristi R134a kao rashladno sredstvo) ima određena ograničenja u okolini koja se koristi, kao što je ekstremno niska temperatura (ispod -10° C) ne može raditi, hlađenje u okruženju visoke temperature ne razlikuje se od običnih klima uređaja na električnim vozilima. Međutim, u većini dijelova Kine, proljetna i jesenska sezona (temperatura okoline) mogu efikasno smanjiti potrošnju energije klima uređaja, a omjer energetske efikasnosti je 2 do 3 puta veći od električnih grijača.
Nizak nivo buke:
Nakon što električno vozilo nema izvor buke motora, buka nastala radomkompresora na prednji elektronski ventilator kada je klima uređaj uključen radi hlađenja korisnici se lako žale. Efikasni i tihi proizvodi s elektroničkim ventilatorom i kompresori velike zapremine pomažu u smanjenju buke uzrokovane radom uz povećanje kapaciteta hlađenja
niska cijena:
Metode hlađenja i grijanja sistema upravljanja toplinom uglavnom koriste tečni sistem hlađenja, a potreba za toplinom za grijanje baterija i grijanje klima uređaja u okruženju niskih temperatura je vrlo velika. Trenutno rješenje je povećanje električnog grijača kako bi se povećala proizvodnja topline, što donosi visoke troškove dijelova i veliku potrošnju energije. Ako dođe do proboja u tehnologiji baterija za rješavanje ili smanjenje oštrih temperaturnih zahtjeva baterija, to će donijeti veliku optimizaciju u dizajnu i cijeni sustava upravljanja toplinom. Efikasno korištenje otpadne topline koju proizvodi motor tokom rada vozila također će pomoći u smanjenju potrošnje energije sistema upravljanja toplinom. Prevedeno unazad je smanjenje kapaciteta baterije, poboljšanje dometa vožnje i smanjenje troškova vozila.
inteligentno:
Visok stepen elektrifikacije je trend razvoja električnih vozila, a tradicionalni klima uređaji su ograničeni samo na funkcije hlađenja i grijanja kako bi se razvili inteligentno. Klima se može dodatno poboljšati na podršku za velike podatke na osnovu navika korisnika automobila, kao što je porodični automobil, temperatura klima uređaja se može inteligentno prilagoditi različitim ljudima nakon što uđu u automobil. Uključite klimu prije izlaska kako bi temperatura u automobilu dostigla ugodnu temperaturu. Inteligentni električni izlaz zraka može automatski prilagoditi smjer izlaza zraka prema broju ljudi u automobilu, položaju i veličini tijela.
Vrijeme objave: 20.10.2023