Forskning Progress of Electric Vehicle Thermal Management
Systemintegrationsteknologi
1. Introduktion til termisk styringssystem
Det termiske styringssystem for elektriske køretøjer udviklede sig fra det termiske styringssystem for traditionelle brændstofkøretøjer, og systemkonfigurationen har også gradvist udviklet sig fra den relative uafhængighed af hver varmestyringsløkke til integrationsretningen. Da der ikke er spildvarme fra motoren at udnytte, kræves der ekstra udstyr for at tilvejebringe en varmekilde til kabineopvarmning. I øjeblikket omfatter almindeligt anvendte opvarmningsmetoder til elektriske køretøjer positiv temperaturkoefficient (PTC) elektrisk varmelegemeopvarmning og varmepumpe-airconditionopvarmning.
1.1 Enkeltkølende klimaanlæg + PTC
Termistorens modstand i PTC elvarmeren vil stige, når temperaturen stiger, hvilket resulterer i et fald i varmeeffekten, så PTC termistoren har konstante temperaturkarakteristika. På grund af PTC-varmesystemets enkle sammensætning og lave pris brugte de fleste tidlige elektriske køretøjer enkeltkøling af klimaanlæg og PTC elektrisk varmelegemeopvarmning for at opnå køle- og varmebehovet i kabinen. Figur 1 er et systemdiagram af et enkelt køleklimaanlæg + PTC. Ved sommerafkøling bruges fordamperen, der er anbragt i luftkanalen, til at absorbere varme for at opnå formålet med køling. Der er to muligheder for opvarmning. Den ene er at placere PTC'en direkte i luftkanalen i klimaanlægget som vist i figur 1(a). Når der er behov for opvarmning, aktiveres PTC'en, og luften i den opvarmede luftkanal ledes ind i kabinen; den anden er Som vist i figur 1(b), opvarmer vand-PTC kølemidlet, og kølemidlet strømmer ind i den varme luftkerne, der er anbragt i luftkanalen, og opvarmer indirekte luften i luftkanalen for at imødekomme varmebehovet.
1.2 Varmepumpe klimaanlæg + PTC
Da PTC bruger elektrisk opvarmning, og opvarmningseffektiviteten er mindre end 1, kan denne opvarmningsmetode reducere elektriske køretøjers sejlrækkevidde med 50 %. Den teoretiske virkningsgrad for varmepumper er større end 1, og at bruge varmepumper i stedet for PTC-varme er blevet en udviklingstendens.
Varmepumpe klimaanlæg + PTC system ved hjælp af elektromagnetisk 4-vejs vendeventil og tre varmevekslere. Varmepumpens klimaanlæg realiserer skift af systemkøling, opvarmning, affugtning, afrimning og andre tilstande gennem kontakten på ventilhuset. Fire-vejs vendeventilen har været meget brugt inden for husholdningsklimaanlæg. Dets anvendelse i varmepumpens klimaanlæg i elektriske køretøjer kan godt løse problemet med kølemiddelvending under systemafkøling og -opvarmning, som vist i figur 2(a) . Denne systemløsning har færre dele, enkel struktur og lave omkostninger. Imidlertid har 4-vejs vendeventilen defekter, såsom kobber-aluminium svejseprocessen er vanskelig og let korroderes. Der er blæsegas på høj- og lavtrykssiden, hvilket påvirker systemets ydeevne. Luftkonditioneringssystemer til personbilers varmepumpe bruger for det meste en tre-varmevekslerløsning med en udendørs varmeveksler og to indendørs varmevekslere, og tilstandsskift udføres gennem flere magnetventiler, som vist i figur 2(b).
1.3 Varmepumpe klimaanlæg + spildvarmegenvinding + PTC
Vores land har et stort territorium og en stor temperaturzone på tværs af det, så det er nødvendigt at udvide temperaturområdet for varmepumpeklimaanlæg. Spildvarmen fra motorer og batterier er en værdifuld varmekilde om vinteren. Mange producenter og videnskabelige forskningsinstitutioner overvejer at genvinde denne varme som en hjælpevarmekilde for at udvide anvendelsesområdet for varmepumpeklimaanlæg.
Figur 3 er et diagram over et varmestyringssystem for et elektrisk køretøj, der anvender varmepumpeklimaanlæg + spildvarmegenvinding + PTC. Dette system kan realisere funktioner såsom køling af passagerkabinen, opvarmning, afrimning, afdugning og affugtning og kan også opvarme eller afkøle batteriet og drivmotoren. derudover kan der opnås spildvarmegenvinding fra batterier og drivmotorer. Arbejdsprincippet for dette system er som følger: funktionerne af køling, opvarmning, affugtning, afrimning og afdugning af passagerkabinen realiseres gennem kontaktkombinationen af magnetventilen i kølemiddelkredsløbet; en batterikøler (Chiller) forbundet parallelt med fordamperen tilføjes til kølemiddelkredsløbet. ), når batteriet eller drivmotoren har kølebehov, strømmer kølemidlet gennem køleren for at afkøle det sekundære kølemiddel i det sekundære kredsløb; når batteriet eller drivmotoren ikke har et stort behov for varmeafledning, kan trevejsventilens tilstand skiftes for at styre det sekundære kølemiddel. Strømningsretning, varmen udledes til ydersiden af køretøjet gennem lavtemperaturkøleren for at afkøle batteriet eller drivmotoren; når batteriet skal opvarmes, aktiverer PTC opvarmningen og realiserer opvarmningsfunktionen gennem justeringen af trevejsventilen på kølemiddelsiden; når miljøet Når temperaturen er lav, kan varmepumpens klimaanlæg ikke bruges, og batteriet eller drivmotoren skal aflede varme, det sekundære kølemiddel absorberer den varme, det skal bruge for at sprede sig på batteri- eller drivmotorsiden, strømmer gennem de tre -vejsventil gennem køleren og udveksler varmen til kølemiddelsiden. Opvarmning af kabinen udvider systemets driftstemperaturområde og forbedrer systemets energieffektivitet.
