Од 2014. године, индустрија електричних возила постепено се загрева. Међу њима, управљање температуром електричних возила постепено се загрева. Јер домет електричних возила зависи не само од густине енергије батерије, већ и од технологије система за управљање температуром возила. Систем за управљање температуром батерије је такође...искуствопокренуо процес од нуле, од занемаривања до пажње.
Дакле, данас, хајде да причамо отермално управљање електричним возилима, чиме управљају?
Сличности и разлике између управљања температуром електричних возила и управљања температуром традиционалних возила
Ова тачка је стављена на прво место зато што су се, након што је аутомобилска индустрија ушла у нову енергетску еру, обим, методе имплементације и компоненте термалног управљања значајно променили.
Нема потребе овде више говорити о архитектури термалног управљања традиционалним возилима на гориво, а стручни читаоци су веома јасно ставили до знања да традиционално термално управљање углавном укључујесистем за управљање температуром климатизације и подсистем за управљање температуром погонског склопа.
Архитектура термалног управљања електричних возила заснована је на архитектури термалног управљања возилима на гориво и додаје електронски систем термалног управљања електромотором и систем термалног управљања батеријом. За разлику од возила на гориво, електрична возила су осетљивија на промене температуре. Температура је кључни фактор који одређује њихову безбедност, перформансе и век трајања. Термичко управљање је неопходно средство за одржавање одговарајућег температурног опсега и уједначености. Стога је систем термалног управљања батеријом посебно важан, а термичко управљање батеријом (дисипација топлоте/проводљивост топлоте/топлотна изолација) је директно повезано са безбедношћу батерије и конзистентношћу снаге након дуготрајне употребе.
Дакле, што се тиче детаља, углавном постоје следеће разлике.
Различити извори топлоте за климатизацију
Систем климатизације традиционалног камиона за гориво углавном се састоји од компресора, кондензатора, експанзионог вентила, испаривача, цевовода и других...компоненте.
Приликом хлађења, расхладно средство (фреквент) се претвара у компресор, а топлота у аутомобилу се уклања како би се смањила температура, што је принцип хлађења. Јеррад компресора треба да га покреће мотор, процес хлађења ће повећати оптерећење мотора, и то је разлог зашто кажемо да летња климатизација троши више уља.
Тренутно, скоро сва горива за грејање возила користе топлоту из расхладне течности мотора - велика количина отпадне топлоте коју генерише мотор може се користити за загревање клима уређаја. Расхладна течност протиче кроз измењивач топлоте (такође познат као резервоар за воду) у систему топлог ваздуха, а ваздух који преноси вентилатор размењује топлоту са расхладном течности мотора, а ваздух се загрева и затим шаље у аутомобил.
Међутим, у хладном окружењу, мотор мора да ради дуго времена да би подигао температуру воде на праву температуру, а корисник мора дуго да издржи хладноћу у аутомобилу.
Грејање возила на нову енергију углавном се ослања на електричне грејаче, електрични грејачи имају грејаче на ветар и грејаче воде. Принцип грејача ваздуха је сличан принципу фена за косу, који директно загрева циркулишући ваздух кроз грејну плочу, чиме се обезбеђује топли ваздух у аутомобилу. Предност грејача на ветар је што је време загревања брзо, однос енергетске ефикасности је нешто већи, а температура грејања је висока. Мана је што је грејни ветар посебно сув, што доноси осећај сувоће људском телу. Принцип грејача воде је сличан принципу електричног бојлера, који загрева расхладну течност кроз грејну плочу, а расхладна течност високе температуре тече кроз језгро топлог ваздуха, а затим загрева циркулишући ваздух да би се постигло загревање унутрашњости. Време загревања бојлера воде је нешто дуже него код грејача ваздуха, али је такође много брже него код возила на гориво, а водоводна цев има губитак топлоте у окружењу са ниском температуром, па је енергетска ефикасност нешто нижа. Xiaopeng G3 користи горе поменути бојлер.
Било да се ради о грејању на ветар или грејању воде, за електрична возила су потребне батерије за обезбеђивање електричне енергије, а већина електричне енергије се троши уклима уређај грејање у условима ниских температура. То доводи до смањеног домета вожње електричних возила у условима ниских температура.
Упоредиса Проблем спорог загревања возила на гориво у условима ниских температура, употреба електричног грејања за електрична возила може значајно скратити време загревања.
Термално управљање батеријама
У поређењу са термичким управљањем мотором возила на гориво, захтеви за термичким управљањем система напајања електричних возила су строжији.
Пошто је оптимални радни температурни опсег батерије веома мали, температура батерије је генерално потребна између 15 и 40° C. Међутим, температура околине коју обично користе возила је -30~40° C, а услови вожње стварних корисника су сложени. Контрола температурног управљања треба да ефикасно идентификује и одреди услове вожње возила и стање батерија, да спроведе оптималну контролу температуре и да тежи постизању равнотеже између потрошње енергије, перформанси возила, перформанси батерије и удобности.
Да би се ублажила анксиозност због домета, капацитет батерије електричних возила постаје све већи и већи, а густина енергије све већа и већа; истовремено, неопходно је решити контрадикцију предугог времена чекања на пуњење за кориснике, па су настали брзи и супер брзи пуњења.
Што се тиче управљања температуром, брзо пуњење великом струјом доноси веће стварање топлоте и већу потрошњу енергије батерије. Када је температура батерије превисока током пуњења, то не само да може изазвати безбедносне ризике, већ може довести и до проблема као што су смањена ефикасност батерије и убрзано пропадање њеног века трајања. Дизајн...систем за управљање температуромје тежак тест.
Термално управљање електричним возилима
Подешавање удобности кабине
Унутрашња термална средина возила директно утиче на удобност путника. У комбинацији са сензорним моделом људског тела, проучавање протока и преноса топлоте у кабини је важно средство за побољшање удобности возила и побољшање перформанси возила. Од дизајна каросерије, од излаза за клима уређај, стакла возила на које утиче сунчева светлост и дизајна целе каросерије, у комбинацији са системом климатизације, разматра се утицај на удобност путника.
Приликом вожње возила, корисници не би требало само да доживе осећај вожње који доноси снажна снага возила, већ је и удобност кабине важан део.
Контрола подешавања радне температуре батерије
Током употребе батерије, процес ће се сусрести са многим проблемима, посебно са температуром батерије. Слабљење снаге литијумске батерије у екстремно ниском температурном окружењу је озбиљно, док је у екстремном температурном окружењу склоно безбедносним ризицима. Употреба батерија у екстремним случајевима ће вероватно оштетити батерију, чиме ће се смањити перформансе и век трајања батерије.
Главна сврха управљања температуром је да батерија увек ради у одговарајућем температурном опсегу како би се одржало најбоље радно стање батерије. Систем управљања температуром батерије углавном укључује три функције: одвођење топлоте, претходно загревање и изједначавање температуре. Одвођење топлоте и претходно загревање се углавном подешавају за могући утицај температуре спољашње средине на батерију. Изједначавање температуре се користи за смањење температурне разлике унутар батерије и спречавање брзог распадања узрокованог прегревањем одређеног дела батерије.
Системи за управљање температуром батерија који се користе у електричним возилима која су тренутно на тржишту углавном су подељени у две категорије: ваздушно хлађени и течно хлађени.
Принципсистем за управљање температуром са ваздушним хлађењем више личи на принцип одвођења топлоте рачунара, вентилатор за хлађење је инсталиран у једном делу батерије, а други крај има отвор за вентилацију, који убрзава проток ваздуха између батерија кроз рад вентилатора, како би се одвела топлота коју батерија емитује док ради.
Једноставно речено, хлађење ваздухом је додавање вентилатора са стране батерије и хлађење батерије дувањем вентилатора, али ветар који дува вентилатор ће бити под утицајем спољних фактора, а ефикасност хлађења ваздухом ће се смањити када је спољашња температура виша. Баш као што дување вентилатора не чини да се хладите током врућег дана. Предност хлађења ваздухом је једноставна структура и ниска цена.
Течно хлађење одводи топлоту коју батерија генерише током рада кроз расхладну течност у цевоводу за расхладну течност унутар батеријског пакета како би се постигао ефекат смањења температуре батерије. Од стварног ефекта употребе, течни медијум има висок коефицијент преноса топлоте, велики топлотни капацитет и бржу брзину хлађења, а Сјаопенг Г3 користи систем течног хлађења са већом ефикасношћу хлађења.
Једноставно речено, принцип течног хлађења је постављање водоводне цеви у батерију. Када је температура батерије превисока, хладна вода се сипа у водоводну цев, а топлота се одводи хладном водом да би се охладила. Ако је температура батерије прениска, потребно ју је загрејати.
Када се возило енергично вози или брзо пуни, током пуњења и пражњења батерије се ствара велика количина топлоте. Када је температура батерије превисока, укључите компресор и расхладно средство ниске температуре тече кроз расхладну цев у измењивачу топлоте батерије. Расхладно средство ниске температуре тече у батерију да би одвело топлоту, тако да батерија може да одржи најбољи температурни опсег, што значајно побољшава безбедност и поузданост батерије током коришћења аутомобила и скраћује време пуњења.
Током изузетно хладне зиме, због ниских температура, активност литијумских батерија је смањена, перформансе батерије су знатно смањене и батерија се не може пражњети великом снагом или брзо пунити. У том тренутку, укључите бојлер да бисте загрејали расхладну течност у колу батерије, а расхладна течност високе температуре загрева батерију. Ово осигурава да возило може имати могућност брзог пуњења и дуг домет вожње у условима ниских температура.
Електронска контрола електричног погона и хлађење електричних делова велике снаге, одвођење топлоте
Возила на нову енергију постигла су свеобухватне функције електрификације, а систем напајања горивом је промењен у електрични систем напајања. Батерија има снагу до370V једносмерни напон да обезбеди напајање, хлађење и грејање возила, и да напаја разне електричне компоненте на аутомобилу. Током вожње возила, електричне компоненте велике снаге (као што су мотори, DCDC, контролери мотора итд.) генерисаће велику количину топлоте. Висока температура уређаја може проузроковати квар возила, ограничење снаге, па чак и безбедносне опасности. Термално управљање возилом мора благовремено да распрши генерисану топлоту како би се осигурало да електричне компоненте велике снаге возила буду у безбедном радном температурном опсегу.
Електронски систем управљања електричним погоном G3 користи течно хлађење и одвођење топлоте за управљање температуром. Расхладна течност у цевоводу електронског система погона пумпе протиче кроз мотор и друге грејне уређаје како би одвела топлоту електричних делова, а затим протиче кроз хладњак на предњој усисној решетки возила, где се електронски вентилатор укључује како би хладио расхладну течност високе температуре.
Неке мисли о будућем развоју индустрије термалног управљања
Мала потрошња енергије:
Да би се смањила велика потрошња енергије коју изазива климатизација, климатизација помоћу топлотне пумпе постепено је добијала велику пажњу. Иако општи систем топлотне пумпе (који користи R134a као расхладно средство) има одређена ограничења у коришћеном окружењу, као што је изузетно ниска температура (испод -10° Ц) не може да ради, хлађење у условима високе температуре се не разликује од обичног клима уређаја у електричним возилима. Међутим, у већини делова Кине, пролећна и јесења сезона (температура околине) могу ефикасно смањити потрошњу енергије клима уређаја, а однос енергетске ефикасности је 2 до 3 пута већи од електричних грејача.
Ниска бука:
Након што електрично возило нема извор буке мотора, бука коју ствара радкомпресори корисници се лако жале на предњи електронски вентилатор када је клима уређај укључен за хлађење. Ефикасни и тихи електронски вентилатори и компресори велике запремине помажу у смањењу буке изазване радом, а истовремено повећавају капацитет хлађења.
Ниска цена:
Методе хлађења и грејања система за управљање топлотом углавном користе систем течног хлађења, а потреба за топлотом за грејање батерија и грејање климатизације у условима ниских температура је веома велика. Тренутно решење је повећање електричног грејача како би се повећала производња топлоте, што доноси високе трошкове делова и велику потрошњу енергије. Ако дође до пробоја у технологији батерија како би се решили или смањили захтеви за строгим температуром батерија, то ће донети велику оптимизацију у дизајну и трошковима система за управљање топлотом. Ефикасно коришћење отпадне топлоте коју генерише мотор током рада возила такође ће помоћи у смањењу потрошње енергије система за управљање топлотом. То се претвара у смањење капацитета батерије, побољшање домета вожње и смањење трошкова возила.
Интелигентно:
Висок степен електрификације је тренд развоја електричних возила, а традиционални клима уређаји су ограничени само на функције хлађења и грејања ради интелигентног развоја. Климатизација се може додатно побољшати подршком за велике податке на основу навика корисника аутомобила, као што је породични аутомобил, температура клима уређаја може се интелигентно прилагодити различитим људима након што уђу у аутомобил. Укључите клима уређај пре него што изађете напоље како би температура у аутомобилу достигла угодну температуру. Интелигентни електрични излаз за ваздух може аутоматски подесити смер излаза ваздуха у складу са бројем људи у аутомобилу, положајем и величином тела.
Време објаве: 20. октобар 2023.