Tekniske krav til termiske styringssystemer
for rene elektriske køretøjer
Kuldekilden, varmekilden og andre energikilder til klimaanlægget i rene elektriske køretøjer kommer alle fra batterisystemet. For rene elbiler påvirker klimaanlægget ikke kun kørekomforten direkte, men også deres rækkevidde.
Klimaanlægget i et rent elektrisk køretøj skal ikke kun levere køle-/varmefunktioner, men også tage højde for systemets energiforbrug og derved øge kompleksiteten. På grund af ændringen i effekttype har den elektriske scroll-kompressor, der bruges i klimaanlæg til elektriske køretøjer, væsentligt forbedret værdi og volumetrisk effektivitet sammenlignet med traditionelle kompressorer. I øjeblikket bruger elbiler primært PTC-varmere til opvarmning, hvilket reducerer rækkevidden markant om vinteren. I fremtiden forventes det, at varmepumpeklimaanlæg med højere varmeeffektivitet gradvist vil blive taget i brug.
Det termiske styringssystem for nye energikøretøjer skal opfylde kravene til kabineklimaanlæg (køling, opvarmning, afdugning osv.), batteripakketemperaturstyring og motor- og controllervarmeafledning. Baseret på kravene til omfattende køretøjsenergistyring, kompakthed og letvægtsdesign, udvikler automotive termiske styringssystemer sig gradvist hen imod integreret køretøjs termisk styring.
Generelt omfatter termiske styringssystemer til biler hovedsageligt motorkølesystemer, airconditionsystemer og termiske styringssystemer for batterier. Funktionelt er det opdelt i to hovedkomponenter: motorrummets termiske system og kabinens termiske system med tre hovedcyklusser: motorcyklus, klimaanlægscyklus og intercoolercyklus. Motorens kølecyklus er relativt enkel, inklusive motor, radiator, termostat og vandpumpe. Aircondition-cyklussen består hovedsageligt af kondensatoren, kompressoren og ekspansionsventilen. Funktionen af det turboladede intercooler-system er at øge motorens indsugningsluftvolumen for at forbedre dens kraftegenskaber. Problemet er, at temperaturen på den luft, der er sat under tryk af turboladeren, er meget høj; direkte ind i motoren vil accelerere ældningen af motorens smøreolie, hvilket kræver, at intercooleren sænker indsugningsluftens temperatur.
1) Airconditionsystem: Traditionelle benzinbiler bruger en motor-drevet kompressor til aircondition, mens nye energikøretøjer kun kan brugeelektriske kompressorer. I benzinkøretøjer er aircondition- og motorkølingsprocessen relativt uafhængig, mens i nye energikøretøjer er de tre-elektriske kølesystemer tæt forbundet, og de deler generelt en kold kilde med batterikølesystemet. I benzinkøretøjer tjener motoren som varmekilde, ved hjælp af en vandpumpe til at drive vandcirkulationen til opvarmning. I øjeblikket bruger de fleste nye energikøretøjer elektrisk opvarmning, men den fremtidige tendens går i retning af mere energieffektive-varmepumpeklimaanlæg.
(2) Batteri termisk styring:Det optimale driftstemperaturområde for strømbatterier er 20-30 grader. Ved lave temperaturer er batterikapaciteten lavere, og opladnings-/afladningsydelsen er dårlig; ved høje temperaturer forkortes batteriets levetid, og for høje temperaturer kan endda føre til sikkerhedsproblemer såsom eksplosioner. Flere battericeller er forbundet i serie og parallelt for at danne en batteripakke, og den varme, der genereres under opladning og afladning, påvirker hinanden. At holde strømbatteripakken inden for et rimeligt temperaturområde kræver et komplekst batteri termisk styringssystem.
(3) Termisk styring af motor- og elektronisk kontrolsystem: Motorerne og elektroniske styrekomponenter i nye energikøretøjer har høje varmeafledningskrav under drift og kræver normalt aktiv køling. Disse komponenter kræver ofte kun køleanordninger.
