Gestió tèrmica de vehicles de nova energia
Ⅰ Gestió tèrmica de vehicles de nova energia
Components de gestió tèrmica del vehicle
El sistema de refrigeració dels vehicles d'energia nova consta generalment de tres parts: sistema de circulació de refrigeració de la bateria, sistema de circulació de refrigeració controlat electrònicament del motor i sistema de circulació d'aire calent d'aire condicionat. Els models PHEV també tenen un sistema de circulació de refrigeració del motor addicional. El sistema de circulació de la bateria escalfa principalment la bateria. O refrigeració, el sistema de circulació del motor refreda principalment el motor d'accionament i el CIDD (controlador del motor d'accionament), i el sistema d'aire condicionat i calefacció principalment escalfa o refreda l'habitacle. Els principals components funcionals implicats són la bomba d'aigua electrònica, la vàlvula de solenoide de tres vies, la vàlvula de solenoide de dues vies, PTC, intercanviador de calor, separador de gas líquid, radiador, bullidor d'expansió, canonada de refrigeració i diversos suports fixos, etc.[5]. La bomba d'aigua electrònica s'utilitza com a font d'alimentació, el refrigerant és el mitjà i la vàlvula solenoide controla la direcció del flux per fer que el medi de refrigeració flueix pel radiador i el cos refrigerat al llarg de la canonada, dissipant-se i refredant-se mitjançant l'intercanvi de calor, de manera que la temperatura de treball de les peces funcionals es mantingui sempre dins d'un rang de treball ideal, maximitzant el seu rendiment. Tant si es tracta d'un vehicle elèctric pur com d'un híbrid El cicle de gestió tèrmica de la bateria és independent d'altres sistemes segons el model de vehicle. La raó principal és que el rang de temperatura de funcionament normal de la bateria és força diferent de la d'altres sistemes. En general, la temperatura de funcionament del paquet de bateries no es permet superar els 35 graus, mentre que el motor d'accionament sovint funciona Al voltant de 55 graus, el rang de temperatura de funcionament del motor és d'uns 95 graus, de manera que cada circuit ha de funcionar de manera independent.
Diferències amb la gestió tèrmica tradicional de l'automoció
La gestió tèrmica dels automòbils tradicionals és senzilla, sense sistemes de control i components complexos. El seu objectiu és només garantir que la temperatura del motor funcioni sempre dins d'un rang ideal, i per al passatger
La calor necessària la proporciona la cabina utilitzant la calor residual generada pel funcionament del motor, sense consumir energia addicional [1]. Hi ha una gran diferència en l'estructura del sistema entre els vehicles de nova energia i els vehicles tradicionals. Els components del sistema estan disposats a tot el vehicle. Els requisits d'instal·lació també han augmentat, la qual cosa requereix més espai a la cabina. Els diferents tipus de vehicles de nova energia tenen característiques diferents; per als vehicles elèctrics purs, no hi ha cap motor com a font d'energia per a la circulació del refrigerant i no hi ha calor residual del motor. Es pot utilitzar. Per als vehicles híbrids, a causa de la seva estratègia de control especial, el motor no pot proporcionar energia per a la circulació del refrigerant quan no funciona, ni pot proporcionar la font de calor necessària per a l'habitacle en temps real. Per tant, en l'estructura del mercat, els sistemes de gestió tèrmica dels vehicles de nova energia estan dissenyats amb una bomba d'aigua electrònica independent per proporcionar energia per a la circulació del refrigerant. L'aire calent normalment utilitza calefacció elèctrica. Un PTC de calefacció elèctrica independent està dissenyat per escalfar el refrigerant, i després el refrigerant es recicla a El dipòsit d'aigua calenta del cotxe proporciona calor a l'habitacle, que és actualment el mètode principal; també hi ha un mètode que escalfa directament l'aire que passa a través de la caixa de l'evaporador i bufa la calor al cotxe mitjançant un ventilador. Aquest mètode és actualment extremadament popular perquè implica seguretat al cotxe. Feu servir amb moderació.
ⅡTipus de sistemes de gestió tèrmica de bateries
Els diferents mètodes de gestió tèrmica de la bateria impliquen diferents números de peces, estructures i dissenys. Es seleccionen diferents tipus de sistemes de gestió tèrmica en funció dels costos de desenvolupament del vehicle, el pes del vehicle i els requisits d'espai de disposició. Les seves principals tecnologies són. Hi ha cinc tipus de rutes:
Tipus de refrigeració directa
Coneguda com a tecnologia de refrigeració directa de la bateria, el sistema de refrigeració directa té un evaporador de refrigeració integrat dins de la bateria, que està connectat al sistema d'aire condicionat a través de canonades. Quan s'ha de refredar la bateria, s'utilitza un compressor per enviar el refrigerant comprimit a l'evaporador dins de la bateria i, a continuació, s'emporta la bateria. La calor interna aconsegueix l'efecte de refredament. El sistema té els avantatges d'una estructura compacta, un bon efecte de refrigeració, un petit nombre de peces (només es requereix una canonada de refrigeració d'entrada i una de sortida) i un pes lleuger. Tanmateix, el desavantatge d'aquest sistema és que no pot proporcionar energia en condicions de baixa temperatura sota zero. No hi ha protecció per a l'aigua condensada generada durant la calefacció i la refrigeració de la bateria, i la uniformitat de temperatura del refrigerant és difícil de controlar. El sistema de refrigeració té una vida curta i una baixa fiabilitat. Sovint es produeixen errors com ara fuites de refrigerant i capacitat de refrigeració insuficient. Aquesta és la darrera en l'actualitat. La tecnologia de refrigeració de la bateria té una maduresa relativament baixa i s'ha aplicat en models produïts en massa al mercat com ara BYD i Tesla. És una ruta tecnològica important en el futur, tal com es mostra a la figura 1.
Tipus de refrigeració per aigua del radiador
El circuit de refrigeració del radiador és un circuit independent, format per un radiador, una bomba d'aigua electrònica, un escalfador, etc., amb anticongelant com a mitjà. L'anticongelant surt del radiador, passa per l'escalfador, després a la bateria, i finalment torna al radiador. Aquest mètode de cicle s'utilitza per refredar i escalfar la bateria. El sistema té una estructura senzilla, de baix cost i té els avantatges d'estalviar energia en ambients de baixa temperatura durant tot l'any. Tanmateix, l'eficiència de dissipació de calor del sistema és baixa i la temperatura de l'aigua és alta en climes d'alta temperatura a l'estiu, de manera que no pot satisfer els requisits dels entorns d'alta temperatura. Per a les condicions d'ús, vegeu la figura 2.
Tipus de refrigeració directa per aigua
Aquest sistema integra la refrigeració directa i la refrigeració per aigua, i connecta el sistema d'aire condicionat i el sistema de refrigeració d'aigua a través del refrigerador de bateria Chiller (també anomenat intercanviador de calor). Aquest sistema evita les deficiències dels dos primers mètodes de refrigeració i actualment és el sistema de refrigeració més avançat. Un dels sistemes de gestió tèrmica de bateries més utilitzats. Hi ha més components del sistema que els dos primers, el sistema és més complex i l'espai necessari per a la disposició de les peces és relativament gran. La càrrega del compressor és pesada durant el funcionament, la qual cosa consumeix molta energia per a tot el vehicle i no és econòmica. A més, quan una part del sistema d'aire condicionat falla, la demanda de refrigeració de la bateria no es pot satisfer al màxim, vegeu la figura 3.
Tipus híbrid refrigerat per aigua
Aquest sistema es basa en el sistema de refrigeració per aigua de refrigeració directa i afegeix un sistema de refrigeració per aigua del radiador. Tots dos estan disposats en circuits paral·lels. Mitjançant el control de la vàlvula solenoide, s'utilitzen diferents circuits per refredar la bateria en diferents condicions. En entorns de baixa temperatura, només cal que funcioni el sistema de refrigeració d'aigua del radiador. Quan es trobi en un entorn d'alta temperatura, canvieu al sistema de refrigeració per aigua de refrigeració directa. En condicions de treball dures, els dos sistemes poden funcionar al mateix temps, i la bateria també pot obtenir la màxima capacitat de refrigeració, que bàsicament pot cobrir tots els entorns d'ús. ｡Aquest sistema de refrigeració és extremadament complex, té un cost elevat, requereix un gran espai de disseny del vehicle i l'estratègia de control del sistema és complexa. L'estabilitat i la fiabilitat són un repte. Aquest sistema també s'utilitza en la majoria de models híbrids PHEV del mercat i ha madurat la tecnologia, vegeu la figura 4.
Tipus de refrigeració per aire
Aquest sistema condueix directament l'aire fred des de la refrigeració de l'habitacle a la bateria a través de la canonada i utilitza l'aire fred per refredar la bateria. Els avantatges d'aquest sistema són l'estructura senzilla, la temperatura de l'aire fred controlable i el baix cost del sistema. Tanmateix, també té els inconvenients del sistema de refrigeració directa. , el sistema no té funció de calefacció, i l'aigua condensada generada a la superfície de la bateria no és fàcil d'assecar, i hi ha risc de corrosió i contaminació dins de la bateria. Aquest tipus de mètode de gestió tèrmica generalment no es recomana, vegeu la figura 5
