Desde 2014, a industria dos vehículos eléctricos pasou a quente gradualmente. Entre eles, a xestión térmica dos vehículos eléctricos pasou a ser quente aos poucos. Porque a gama de vehículos eléctricos non depende só da densidade de enerxía da batería, senón tamén da tecnoloxía do sistema de xestión térmica do vehículo. O sistema de xestión térmica da batería tamén tenexperienciancedou un proceso dende cero, do abandono á atención.
Entón, hoxe, imos falar sobre oxestión térmica de vehículos eléctricos, que xestionan?
Semellanzas e diferenzas entre a xestión térmica do vehículo eléctrico e a xestión térmica do vehículo tradicional
Este punto ponse en primeiro lugar porque despois de que a industria do automóbil entrou na nova era da enerxía, o alcance, os métodos de implementación e os compoñentes da xestión térmica cambiaron moito.
Non hai que dicir máis sobre a arquitectura de xestión térmica dos vehículos tradicionais de combustible aquí, e os lectores profesionais teñen moi claro que a xestión térmica tradicional inclúe principalmente osistema de xestión térmica de aire acondicionado e o subsistema de xestión térmica do tren motriz.
A arquitectura de xestión térmica dos vehículos eléctricos baséase na arquitectura de xestión térmica dos vehículos de combustible, e engade o sistema de xestión térmica electrónica do motor eléctrico e o sistema de xestión térmica da batería, a diferenza dos vehículos de combustible, os vehículos eléctricos son máis sensibles aos cambios de temperatura, a temperatura é clave. factor para determinar a súa seguridade, rendemento e vida útil, a xestión térmica é un medio necesario para manter o rango de temperatura e uniformidade adecuados. Polo tanto, o sistema de xestión térmica da batería é particularmente crítico e a xestión térmica da batería (disipación de calor/condución de calor/illamento térmico) está directamente relacionada coa seguridade da batería e a consistencia da enerxía despois do uso a longo prazo.
Polo tanto, en termos de detalles, hai principalmente as seguintes diferenzas.
Diferentes fontes de calor de aire acondicionado
O sistema de aire acondicionado do camión de combustible tradicional está composto principalmente por compresor, condensador, válvula de expansión, evaporador, canalización e outroscompoñentes.
Ao arrefriar, o refrixerante (refrixerante) faise polo compresor e elimínase a calor do coche para reducir a temperatura, que é o principio da refrixeración. Porqueo traballo do compresor necesita ser impulsado polo motor, o proceso de refrixeración aumentará a carga do motor, e esta é a razón pola que dicimos que o aire acondicionado de verán custa máis aceite.
Na actualidade, case toda a calefacción do vehículo de combustible é o uso da calor do refrixerante do motor: unha gran cantidade de calor residual xerado polo motor pódese usar para quentar o aire acondicionado. O refrixerante flúe a través do intercambiador de calor (tamén coñecido como depósito de auga) no sistema de aire quente, e o aire transportado polo ventilador intercambia calor co refrixerante do motor e o aire quéntase e despois envíase ao coche.
Non obstante, no ambiente frío, o motor debe funcionar durante moito tempo para elevar a temperatura da auga á temperatura correcta e o usuario debe soportar o frío durante moito tempo no coche.
A calefacción dos vehículos de nova enerxía depende principalmente de quentadores eléctricos, os quentadores eléctricos teñen quentadores de vento e quentadores de auga. O principio do quentador de aire é semellante ao do secador de pelo, que quenta directamente o aire circulante a través da folla de calefacción, proporcionando así aire quente ao coche. A vantaxe do quentador de vento é que o tempo de quecemento é rápido, a relación de eficiencia enerxética é lixeiramente maior e a temperatura de calefacción é alta. A desvantaxe é que o vento de calefacción é particularmente seco, o que trae unha sensación de sequedade ao corpo humano. O principio do quentador de auga é semellante ao do quentador de auga eléctrico, que quenta o refrixerante a través da folla de calefacción, e o refrixerante de alta temperatura flúe polo núcleo de aire quente e despois quenta o aire circulante para lograr o quecemento interior. O tempo de quecemento do quentador de auga é lixeiramente máis longo que o do quentador de aire, pero tamén é moito máis rápido que o do vehículo de combustible, e a tubaxe de auga ten perda de calor no ambiente de baixa temperatura e a eficiencia enerxética é lixeiramente menor . O Xiaopeng G3 usa o quentador de auga mencionado anteriormente.
Tanto se se trata de calefacción eólica como de auga, para os vehículos eléctricos, necesítanse baterías eléctricas para proporcionar electricidade, e a maior parte da electricidade consómese enaire acondicionado calefacción en ambientes de baixa temperatura. Isto resulta na redución do alcance de condución dos vehículos eléctricos en ambientes de baixa temperatura.
Compared con O problema da baixa velocidade de quecemento dos vehículos de combustible en ambientes de baixa temperatura, o uso de calefacción eléctrica para vehículos eléctricos pode acurtar moito o tempo de calefacción.
Xestión térmica de baterías de enerxía
En comparación coa xestión térmica do motor dos vehículos de combustible, os requisitos de xestión térmica do sistema de enerxía do vehículo eléctrico son máis estritos.
Debido a que o mellor intervalo de temperatura de traballo da batería é moi pequeno, a temperatura da batería xeralmente debe estar entre 15 e 40° C. Non obstante, a temperatura ambiente habitualmente utilizada polos vehículos é de -30~40° C, e as condicións de condución dos usuarios reais son complexas. O control de xestión térmica debe identificar e determinar eficazmente as condicións de condución dos vehículos e o estado das baterías, realizar un control de temperatura óptimo e esforzarse por lograr un equilibrio entre o consumo de enerxía, o rendemento do vehículo, o rendemento da batería e o confort.
Para aliviar a ansiedade do alcance, a capacidade da batería dos vehículos eléctricos é cada vez maior e a densidade de enerxía é cada vez maior; Ao mesmo tempo, é necesario resolver a contradición do tempo de espera de carga demasiado longo para os usuarios, e xurdiu a carga rápida e a carga súper rápida.
En termos de xestión térmica, a carga rápida de alta corrente trae unha maior xeración de calor e un maior consumo de enerxía da batería. Unha vez que a temperatura da batería é demasiado alta durante a carga, non só pode provocar riscos de seguridade, senón que tamén provoca problemas como a redución da eficiencia da batería e a aceleración da vida útil da batería. O deseño desistema de xestión térmicaé unha proba severa.
Xestión térmica de vehículos eléctricos
Axuste de confort da cabina dos ocupantes
O ambiente térmico interior do vehículo afecta directamente ao confort do ocupante. Combinando co modelo sensorial do corpo humano, o estudo do fluxo e da transferencia de calor na cabina é un medio importante para mellorar o confort do vehículo e mellorar o rendemento do vehículo. Desde o deseño da estrutura da carrocería, desde a saída de aire acondicionado, o cristais do vehículo afectado pola radiación solar e o deseño da carrocería enteira, combinado co sistema de aire acondicionado, considérase o impacto no confort dos ocupantes.
Ao conducir un vehículo, os usuarios non só deben experimentar a sensación de condución provocada pola forte potencia de saída do vehículo, senón que tamén o confort do ambiente da cabina é unha parte importante.
Control de axuste de temperatura de funcionamento da batería de enerxía
A batería no uso do proceso atopará moitos problemas, especialmente na temperatura da batería, a batería de litio no ambiente de temperatura extremadamente baixa a atenuación de enerxía é grave, no ambiente de alta temperatura é propenso a riscos de seguridade, o uso de baterías en extremo. é moi probable que os casos causen danos á batería, reducindo así o rendemento e a vida útil da batería.
O obxectivo principal da xestión térmica é facer que a batería funcione sempre dentro do intervalo de temperatura adecuado para manter as mellores condicións de funcionamento da batería. O sistema de xestión térmica da batería inclúe principalmente tres funcións: disipación de calor, prequecemento e ecualización de temperatura. A disipación de calor e o prequecemento axústanse principalmente para o posible impacto da temperatura do ambiente externo na batería. A ecualización de temperatura úsase para reducir a diferenza de temperatura dentro da batería e evitar a rápida degradación causada polo sobreenriquecemento dunha determinada parte da batería.
Os sistemas de xestión térmica das baterías utilizados nos vehículos eléctricos que están actualmente no mercado divídense principalmente en dúas categorías: refrixerados por aire e por líquido.
O principio dosistema de xestión térmica refrixerado por aire é máis parecido ao principio de disipación de calor do ordenador, un ventilador de refrixeración está instalado nunha sección da batería e o outro extremo ten unha ventilación, que acelera o fluxo de aire entre as baterías a través do traballo do ventilador, para quitar a calor que emite a batería cando está funcionando.
Para dicilo sen dúbida, a refrixeración do aire consiste en engadir un ventilador ao lado da batería e arrefriar a batería facendo soplar o ventilador, pero o vento que leva o ventilador verase afectado por factores externos e a eficiencia do arrefriamento por aire. reducirase cando a temperatura exterior sexa maior. Do mesmo xeito que soplar un ventilador non che fai máis fresco nun día de calor. A vantaxe do arrefriamento por aire é a estrutura sinxela e o baixo custo.
O arrefriamento líquido elimina a calor xerada pola batería durante o traballo a través do refrixerante na canalización de refrixeración dentro da batería para conseguir o efecto de reducir a temperatura da batería. A partir do efecto de uso real, o medio líquido ten un alto coeficiente de transferencia de calor, unha gran capacidade de calor e unha velocidade de arrefriamento máis rápida, e Xiaopeng G3 usa un sistema de refrixeración líquida cunha maior eficiencia de arrefriamento.
En termos sinxelos, o principio de arrefriamento líquido é organizar un tubo de auga na batería. Cando a temperatura da batería é demasiado alta, bótase auga fría no tubo de auga e a calor é eliminada por auga fría para arrefriar. Se a temperatura da batería é demasiado baixa, hai que quentala.
Cando o vehículo se conduce con forza ou se carga rapidamente, xérase unha gran cantidade de calor durante a carga e descarga da batería. Cando a temperatura da batería é demasiado alta, acende o compresor e o refrixerante de baixa temperatura flúe polo refrixerante no tubo de refrixeración do intercambiador de calor da batería. O refrixerante de baixa temperatura flúe ao paquete de batería para quitar a calor, de xeito que a batería pode manter o mellor rango de temperatura, o que mellora moito a seguridade e fiabilidade da batería durante o uso do coche e acurta o tempo de carga.
No inverno extremadamente frío, debido á baixa temperatura, a actividade das baterías de litio redúcese, o rendemento da batería redúcese moito e a batería non pode ser descarga de alta potencia nin carga rápida. Neste momento, acende o quentador de auga para quentar o líquido de refrixeración no circuíto da batería e o refrixerante de alta temperatura quenta a batería. Asegura que o vehículo tamén poida ter unha capacidade de carga rápida e unha longa autonomía en ambientes de baixa temperatura.
Control electrónico de accionamento eléctrico e disipación de calor de refrixeración de partes eléctricas de alta potencia
Os vehículos de nova enerxía acadaron funcións de electrificación completas e o sistema de alimentación de combustible cambiouse a un sistema de enerxía eléctrica. A batería de potencia sae ataTensión DC 370 V para proporcionar enerxía, refrixeración e calefacción ao vehículo e subministrar enerxía a varios compoñentes eléctricos do coche. Durante a condución do vehículo, os compoñentes eléctricos de alta potencia (como motores, DCDC, controladores de motores, etc.) xerarán moita calor. A alta temperatura dos aparellos eléctricos pode provocar fallos do vehículo, limitación de potencia e mesmo perigos de seguridade. A xestión térmica do vehículo debe disipar a calor xerada a tempo para garantir que os compoñentes eléctricos de alta potencia do vehículo estean no rango de temperatura de traballo seguro.
O sistema de control electrónico de accionamento eléctrico G3 adopta a disipación de calor de refrixeración líquida para a xestión térmica. O refrixerante da condución do sistema de accionamento da bomba electrónica flúe a través do motor e outros dispositivos de calefacción para levar a calor das pezas eléctricas, e despois flúe polo radiador na reixa de admisión dianteira do vehículo e o ventilador electrónico acende para arrefriar o refrigerante de alta temperatura.
Algunhas reflexións sobre o futuro desenvolvemento da industria da xestión térmica
Baixo consumo de enerxía:
Co fin de reducir o gran consumo de enerxía causado polo aire acondicionado, o aire acondicionado da bomba de calor recibiu gradualmente unha gran atención. Aínda que o sistema xeral de bomba de calor (que usa R134a como refrixerante) ten certas limitacións no ambiente utilizado, como unha temperatura extremadamente baixa (por debaixo de -10° C) non pode funcionar, a refrixeración nun ambiente de alta temperatura non é diferente do aire acondicionado de vehículos eléctricos comúns. Non obstante, na maioría das partes de China, a estación de primavera e outono (temperatura ambiente) pode reducir eficazmente o consumo de enerxía do aire acondicionado e a relación de eficiencia enerxética é de 2 a 3 veces a dos quentadores eléctricos.
Baixo ruído:
Despois de que o vehículo eléctrico non teña a fonte de ruído do motor, o ruído xerado polo funcionamento deo compresore o ventilador electrónico frontal cando o aire acondicionado está acendido para a refrixeración é fácil de reclamar polos usuarios. Os produtos de ventiladores electrónicos eficientes e silenciosos e os compresores de gran desprazamento axudan a reducir o ruído causado polo funcionamento ao tempo que aumentan a capacidade de refrixeración
Baixo custo:
Os métodos de refrixeración e calefacción do sistema de xestión térmica empregan principalmente sistemas de refrixeración líquida, e a demanda de calor da calefacción da batería e do aire acondicionado en ambientes de baixa temperatura é moi grande. A solución actual é aumentar o quentador eléctrico para aumentar a produción de calor, o que supón un alto custo das pezas e un alto consumo de enerxía. Se hai un avance na tecnoloxía das baterías para resolver ou reducir os duros requisitos de temperatura das baterías, conseguirá unha gran optimización no deseño e custo dos sistemas de xestión térmica. O uso eficiente da calor residual xerada polo motor durante a marcha do vehículo tamén contribuirá a reducir o consumo enerxético do sistema de xestión térmica. Traducido de volta é a redución da capacidade da batería, a mellora da autonomía e a redución do custo do vehículo.
Intelixente:
Un alto grao de electrificación é a tendencia de desenvolvemento dos vehículos eléctricos, e os acondicionadores de aire tradicionais só se limitan ás funcións de refrixeración e calefacción para desenvolverse intelixentemente. O aire acondicionado pódese mellorar aínda máis para o soporte de big data en función dos hábitos do coche do usuario, como o coche familiar, a temperatura do aire acondicionado pódese adaptar de forma intelixente a diferentes persoas despois de subir ao coche. Acende o aire acondicionado antes de saír para que a temperatura do coche alcance unha temperatura confortable. A saída de aire eléctrica intelixente pode axustar automaticamente a dirección da saída de aire segundo o número de persoas no coche, a posición e o tamaño do corpo.
Hora de publicación: 20-Oct-2023