Oversigt over kølesystemer i nye energikøretøjer
I. Oversigt over kølesystemer
Kølesystemet i et nyt energikøretøj, mere præcist beskrevet som et termisk styringssystem, har kerneopgaven at sikre, at nøglekomponenter som batteri, motor og elektronisk styresystem fungerer inden for deres optimale temperaturområde for at garantere køretøjets sikkerhed, ydeevne, levetid og køreafstand.
1. Sikkerhed: Forhindrer termisk løbegang forårsaget af overophedning af strømbatteriet.
2. Ydeevne: Sikrer, at det elektriske drivsystem ikke begrænser effekten på grund af overophedning under høje belastninger (såsom hurtig acceleration og høj-kørsel).
3. Levetid: Vedligeholdelse af batteritemperaturen inden for et ideelt område (typisk omkring 30 grader) sænker batterikapacitetsnedbrydningen betydeligt.
4. Driving Range: Effektiv termisk styring reducerer energiforbruget til opvarmning eller køling og udnytter spildvarme rationelt, hvorved den faktiske kørerækkevidde øges.
II. Sammensætning og funktioner af det termiske styringssystem
Det termiske styringssystem for et nyt energikøretøj er typisk sammensat af følgende undersystemer koblet sammen:
1. Power Battery Thermal Management System
Dette er det centrale og mest udfordrende aspekt af hele systemet.
(1) Mål:At opretholde en ensartet batteripakketemperatur og holde den inden for sit optimale driftsvindue i et eksternt miljø, der spænder fra -30 grader til 55 grader.
(2) Kølingsmetoder:
① Luftkøling: Enkel struktur og lave omkostninger, men lav køleeffektivitet og dårlig temperaturensartethed; bruges hovedsageligt i tidlige eller lave-modeller.
② Væskekøling: I øjeblikket den almindelige løsning. Varmeudveksling sker gennem kølevæske, der strømmer gennem flydende køleplader i batteripakken. Høj effektivitet, god temperaturensartethed og understøtter hurtig opladning og høj effekt.
③ Direkte køling (kølemiddelkøling): Bruger klimaanlæggets kølemiddel til direkte at fordampe og absorbere varme i batteripakken; den hurtigste kølehastighed, men systemet er komplekst og dyrt.
(3) Opvarmningsmetoder:
① PTC Heater: Opdelt i luft-opvarmet PTC (varmeluft) og vand-opvarmet PTC (varmekølevæske). Sidstnævnte er i øjeblikket mere mainstream og kan integreres med væskekølesystemet.
② Varmepumpe Air Condition Integration: Absorberer varme fra miljøet; dens energieffektivitetsforhold er meget højere end PTC, hvilket gør det til en nøgleteknologi til at forbedre vinterrækkevidden.
2. Termisk styringssystem for motor og elektrisk styring
(1) Formål: At sprede varme fra komponenter med høj-effekt såsom motoren, motorstyringen (inverteren) og den-indbyggede oplader, hvilket forhindrer forringelse af ydeevnen eller beskadigelse på grund af høje temperaturer.
(2) Metode: Der anvendes hovedsageligt væskekøling. Det deler typisk et kølemiddelkredsløb med batterivæskekølesystemet, men er forgrenet og styret gennem ventiler, varmevekslere og andre komponenter.
3. Air Conditioning (Cockpit) Termisk Management System
(1) Formål: At sørge for køling og opvarmning til kabinen.
(2) Køling: I lighed med traditionelle biler bruger den en elektrisk kompressor til at opnå kølecyklussen.
(3) Opvarmning:
① PTC-opvarmning: En tidlig løsning, der giver hurtig opvarmning, men med ekstremt højt energiforbrug, hvilket påvirker vinterrækkevidden alvorligt.
② Aircondition med varmepumpe: Den nuværende high-end og mainstream udviklingstrend. Den bruger en fire-omskifterventil til at skifte kølemiddelflowet, og "overfører" varme fra den lave-temperatur udeluft til køretøjets indre, hvilket opnår et energieffektivitetsforhold, der er 2-3 gange højere end PTC.
III. Vigtigste driftstilstande
1. Sommer høj-temperaturdrift
(1) Batteri/motor kræver varmeafledning, kabine kræver afkøling.
(2) Systemet prioriterer aircondition til kabinekøling og bruger kølesystemet til effektiv batterikøling.
(3) Motorvarme spredes gennem en lav-temperaturradiator.
2. Vinterlav-temperaturdrift (ingen varmepumpe)
(1) Batteri kræver opvarmning, kabine kræver opvarmning.
(2) Er primært afhængig af en høj-effekt PTC, hvilket resulterer i ekstremt højt energiforbrug og betydeligt reduceret rækkevidde.
3. Vinterlav-temperaturdrift (med varmepumpe + spildvarmegenvinding)
(1) Ideel tilstand. Varmepumpen udvinder varme fra omgivelserne til kabinen.
(2) Spildvarme fra det elektriske drivsystem opsamles og prioriteres til batteriopvarmning; den resterende varme hjælper med at opvarme kabinen.
(3) Reducerer PTC-brugsfrekvensen betydeligt, hvilket effektivt forbedrer vinterrækkevidden.
4. Hurtig opladning
(1) Høj-strømopladning genererer en stor mængde varme, der kræver aktiv køling.
(2) Systemet starter klimaanlægget og bruger kølesystemet til at afkøle batteriet for at sikre opladningshastighed og sikkerhed.
