Od roku 2014 sa priemysel elektrických vozidiel postupne stáva horúcim. Medzi nimi sa postupne stal horúcim tepelný manažment elektrických vozidiel. Pretože dojazd elektromobilov závisí nielen od hustoty energie batérie, ale aj od technológie systému tepelného manažmentu vozidla. Systém riadenia teploty batérie má tiežskúsenostiod základu, od zanedbania k pozornosti.
Takže dnes, poďme hovoriť otepelný manažment elektrických vozidiel, čo riadia?
Podobnosti a rozdiely medzi tepelným manažmentom elektrického vozidla a tradičným tepelným manažmentom vozidla
Tento bod sa kladie na prvé miesto, pretože po vstupe automobilového priemyslu do novej energetickej éry sa rozsah, metódy implementácie a komponenty tepelného manažmentu výrazne zmenili.
Nie je potrebné hovoriť viac o architektúre tepelného manažmentu vozidiel s tradičným palivom a odborným čitateľom je veľmi jasné, že tradičný tepelný manažment zahŕňa najmäsystém riadenia teploty klimatizácie a podsystém tepelného manažmentu hnacieho ústrojenstva.
Architektúra tepelného manažmentu elektrických vozidiel je založená na architektúre tepelného manažmentu palivových vozidiel a pridáva elektronický systém tepelného manažmentu elektromotora a systém tepelného manažmentu batérie, na rozdiel od palivových vozidiel sú elektrické vozidlá citlivejšie na zmeny teploty, teplota je kľúčom. faktor na určenie jeho bezpečnosti, výkonu a životnosti je tepelný manažment nevyhnutným prostriedkom na udržanie vhodného teplotného rozsahu a rovnomernosti. Preto je systém tepelného manažmentu batérie obzvlášť dôležitý a tepelný manažment batérie (odvádzanie tepla/vedenie tepla/tepelná izolácia) priamo súvisí s bezpečnosťou batérie a stálosťou energie po dlhodobom používaní.
Čo sa týka detailov, ide teda najmä o nasledovné rozdiely.
Rôzne zdroje tepla klimatizácie
Klimatizačný systém tradičného palivového vozíka sa skladá hlavne z kompresora, kondenzátora, expanzného ventilu, výparníka, potrubia a ďalšíchkomponentov.
Pri chladení je chladivo (chladivo) robené kompresorom a teplo v aute sa odoberá, aby sa znížila teplota, čo je princíp chladenia. Pretožekompresor funguje potrebuje byť poháňaný motorom, proces chladenia zvýši záťaž motora, a preto hovoríme, že letná klimatizácia stojí viac oleja.
V súčasnosti takmer všetky palivové palivové vozidlá využívajú teplo z chladiacej kvapaliny motora – veľké množstvo odpadového tepla generovaného motorom je možné využiť na ohrev klimatizácie. Chladiaca kvapalina prúdi cez výmenník tepla (známy aj ako vodná nádrž) v teplovzdušnom systéme a vzduch prepravovaný dúchadlom sa vymieňa s chladiacou kvapalinou motora a vzduch sa ohrieva a potom posiela do auta.
V chladnom prostredí však potrebuje motor bežať dlhší čas, aby sa teplota vody zvýšila na správnu teplotu a používateľ potrebuje v aute vydržať chlad dlhší čas.
Vykurovanie nových energetických vozidiel sa spolieha hlavne na elektrické ohrievače, elektrické ohrievače majú ohrievače vetra a ohrievače vody. Princíp ohrievača vzduchu je podobný ako u fénu, ktorý priamo ohrieva cirkulujúci vzduch cez vyhrievaciu dosku a tým zabezpečuje horúci vzduch do auta. Výhodou ohrievača vetra je, že čas ohrevu je rýchly, pomer energetickej účinnosti je o niečo vyšší a teplota ohrevu je vysoká. Nevýhodou je, že vyhrievací vietor je obzvlášť suchý, čo prináša do ľudského tela pocit sucha. Princíp ohrievača vody je podobný ako pri elektrickom ohrievači vody, ktorý ohrieva chladivo cez vykurovaciu dosku a vysokoteplotné chladivo prúdi teplovzdušným jadrom a potom ohrieva cirkulujúci vzduch, aby sa dosiahol ohrev interiéru. Čas ohrevu ohrievača vody je o niečo dlhší ako čas ohrievača vzduchu, ale je tiež oveľa rýchlejší ako čas palivového vozidla a vodné potrubie má tepelné straty v prostredí s nízkou teplotou a energetická účinnosť je o niečo nižšia. . Xiaopeng G3 používa ohrievač vody uvedený vyššie.
Či už ide o vykurovanie vetrom alebo ohrev vody, pre elektrické vozidlá sú na zabezpečenie elektriny potrebné napájacie batérie a väčšina elektriny sa spotrebuje vkúrenie klimatizácie v prostrediach s nízkou teplotou. Výsledkom je znížený dojazd elektrických vozidiel v prostredí s nízkou teplotou.
Porovnajed s problém nízkej rýchlosti ohrevu palivových vozidiel v prostredí s nízkou teplotou, použitie elektrického vykurovania pre elektrické vozidlá môže výrazne skrátiť čas ohrevu.
Tepelný manažment napájacích batérií
V porovnaní s tepelným manažmentom motora palivových vozidiel sú požiadavky na tepelný manažment energetického systému elektrického vozidla prísnejšie.
Pretože najlepší rozsah pracovných teplôt batérie je veľmi malý, zvyčajne sa vyžaduje, aby bola teplota batérie medzi 15 a 40° C. Okolitá teplota bežne používaná vo vozidlách je však -30~40° C a jazdné podmienky skutočných používateľov sú zložité. Riadenie tepelného manažmentu potrebuje efektívne identifikovať a určiť jazdné podmienky vozidiel a stav batérií a vykonávať optimálnu kontrolu teploty a snažiť sa dosiahnuť rovnováhu medzi spotrebou energie, výkonom vozidla, výkonom batérie a komfortom.
Aby sa zmiernil strach z dojazdu, kapacita batérie elektrických vozidiel je stále väčšia a väčšia a hustota energie je stále vyššia a vyššia; Zároveň je potrebné vyriešiť rozpor s príliš dlhou dobou čakania na nabíjanie pre používateľov a vzniklo rýchle nabíjanie a superrýchle nabíjanie.
Z hľadiska tepelného manažmentu prináša vysokoprúdové rýchle nabíjanie väčší vývin tepla a vyššiu spotrebu energie batérie. Keď je teplota batérie počas nabíjania príliš vysoká, môže to spôsobiť nielen bezpečnostné riziká, ale môže to viesť aj k problémom, ako je znížená účinnosť batérie a zrýchlený pokles životnosti batérie. Dizajn zsystém tepelného manažmentuje ťažká skúška.
Tepelný manažment elektrického vozidla
Nastavenie komfortu v kabíne pre cestujúcich
Vnútorné tepelné prostredie vozidla priamo ovplyvňuje pohodlie cestujúcich. V kombinácii so senzorickým modelom ľudského tela je štúdium prúdenia a prenosu tepla v kabíne dôležitým prostriedkom na zlepšenie pohodlia vozidla a zlepšenie výkonu vozidla. Od konštrukcie karosérie, od vývodu klimatizácie, skla vozidla ovplyvneného slnečným žiarením a celého dizajnu karosérie v kombinácii s klimatizačným systémom sa uvažuje o vplyve na pohodlie cestujúcich.
Pri riadení vozidla by používatelia nemali zažiť len pocit z jazdy, ktorý prináša silný výkon vozidla, ale dôležitou súčasťou je aj pohodlie prostredia v kabíne.
Ovládanie nastavenia prevádzkovej teploty napájacej batérie
Batéria pri používaní procesu sa stretne s mnohými problémami, najmä s teplotou batérie, lítiová batéria v prostredí s extrémne nízkou teplotou je vážny útlm výkonu, v prostredí s vysokou teplotou je náchylné na bezpečnostné riziká, používanie batérií v extrémnych podmienkach prípady veľmi pravdepodobne poškodia batériu, čím sa zníži jej výkon a životnosť.
Hlavným účelom tepelného manažmentu je zabezpečiť, aby batéria vždy pracovala vo vhodnom teplotnom rozsahu, aby sa zachoval najlepší pracovný stav batérie. Systém tepelného manažmentu batérie zahŕňa predovšetkým tri funkcie: odvod tepla, predhrievanie a vyrovnávanie teploty. Odvod tepla a predhrievanie sú prispôsobené najmä možnému vplyvu teploty vonkajšieho prostredia na batériu. Vyrovnávanie teplôt sa používa na zníženie teplotného rozdielu v rámci akumulátora a zabránenie rýchlemu rozpadu spôsobenému prehriatím určitej časti akumulátora.
Systémy tepelného manažmentu batérií používané v elektrických vozidlách, ktoré sú teraz na trhu, sa delia hlavne do dvoch kategórií: vzduchom chladené a kvapalinou chladené.
Princípvzduchom chladený systém riadenia teploty je skôr princípom odvodu tepla počítača, v jednej časti batérie je nainštalovaný chladiaci ventilátor a na druhom konci je prieduch, ktorý zrýchľuje prúdenie vzduchu medzi batériami prácou ventilátora, takže na odvádzanie tepla vyžarovaného batériou, keď je v prevádzke.
Aby som to povedal otvorene, vzduchové chladenie znamená pridať ventilátor na bočnú stranu batérie a ochladzovať batériu fúkaním ventilátora, ale vietor fúkaný ventilátorom bude ovplyvnený vonkajšími faktormi a účinnosť vzduchového chladenia. sa zníži, keď je vonkajšia teplota vyššia. Rovnako ako fúkanie ventilátora vás neochladí v horúcom dni. Výhodou vzduchového chladenia je jednoduchá konštrukcia a nízka cena.
Kvapalinové chladenie odoberá teplo generované batériou počas práce cez chladiacu kvapalinu v potrubí chladiacej kvapaliny vo vnútri batériovej jednotky, čím sa dosiahne efekt zníženia teploty batérie. Z efektu skutočného použitia má kvapalné médium vysoký koeficient prenosu tepla, veľkú tepelnú kapacitu a vyššiu rýchlosť chladenia a Xiaopeng G3 používa systém chladenia kvapalinou s vyššou účinnosťou chladenia.
Zjednodušene povedané, princípom kvapalinového chladenia je usporiadanie vodovodného potrubia v batérii. Keď je teplota akumulátora príliš vysoká, do vodovodného potrubia sa naleje studená voda a teplo sa odoberá studenou vodou, aby sa ochladilo. Ak je teplota batérie príliš nízka, je potrebné ju zahriať.
Pri intenzívnej jazde alebo rýchlom nabíjaní sa počas nabíjania a vybíjania batérie vytvára veľké množstvo tepla. Keď je teplota batérie príliš vysoká, zapnite kompresor a chladivo s nízkou teplotou pretečie cez chladiacu kvapalinu v chladiacom potrubí výmenníka tepla batérie. Nízkoteplotná chladiaca kvapalina prúdi do akumulátora, aby odvádzala teplo, takže akumulátor môže udržiavať najlepší teplotný rozsah, čo výrazne zlepšuje bezpečnosť a spoľahlivosť akumulátora počas používania auta a skracuje čas nabíjania.
V extrémne chladnej zime sa v dôsledku nízkej teploty zníži aktivita lítiových batérií, výrazne sa zníži výkon batérie a batéria sa nedá vybiť ani rýchlo nabiť. V tomto okamihu zapnite ohrievač vody, aby sa zohriala chladiaca kvapalina v okruhu batérie a chladiaca kvapalina s vysokou teplotou zohreje batériu. Zabezpečuje, že vozidlo môže mať tiež schopnosť rýchleho nabíjania a dlhý dojazd v prostredí s nízkou teplotou.
Elektronické ovládanie elektrického pohonu a vysokovýkonné chladenie elektrických častí odvádzanie tepla
Nové energetické vozidlá dosiahli komplexné elektrifikačné funkcie a palivový systém sa zmenil na elektrický. Výkonová batéria vydá až370V jednosmerné napätie na zabezpečenie napájania, chladenia a vykurovania vozidla a napájanie rôznych elektrických komponentov vo vozidle. Počas jazdy vozidla vytvárajú vysokovýkonné elektrické komponenty (ako sú motory, DCDC, ovládače motora atď.) veľké množstvo tepla. Vysoká teplota elektrických spotrebičov môže spôsobiť poruchu vozidla, obmedzenie výkonu a dokonca aj bezpečnostné riziká. Tepelný manažment vozidla musí odvádzať generované teplo včas, aby sa zabezpečilo, že vysokovýkonné elektrické komponenty vozidla sú v bezpečnom rozsahu pracovných teplôt.
Elektronický riadiaci systém elektrického pohonu G3 využíva odvod tepla chladením kvapalinou pre tepelné riadenie. Chladiaca kvapalina v potrubí elektronického pohonného systému čerpadla prúdi cez motor a iné vykurovacie zariadenia, aby odvádzala teplo z elektrických častí, a potom prúdi cez chladič na prednej sacej mriežke vozidla a elektronický ventilátor sa zapne ochladzujte vysokoteplotnú chladiacu kvapalinu.
Niekoľko myšlienok o budúcom vývoji priemyslu tepelného manažmentu
Nízka spotreba energie:
Aby sa znížila veľká spotreba energie spôsobená klimatizáciou, klimatizácii s tepelným čerpadlom sa postupne venuje veľká pozornosť. Hoci všeobecný systém tepelného čerpadla (používajúci chladivo R134a) má určité obmedzenia v použitom prostredí, ako je extrémne nízka teplota (pod -10° C) nemôže fungovať, chladenie v prostredí s vysokou teplotou sa nelíši od bežnej klimatizácie elektrického vozidla. Vo väčšine častí Číny však môže jarné a jesenné obdobie (teplota okolia) efektívne znížiť spotrebu energie klimatizácie a pomer energetickej účinnosti je 2 až 3-krát vyšší ako v prípade elektrických ohrievačov.
Nízka hlučnosť:
Potom, čo elektrické vozidlo nemá zdroj hluku motora, hluk generovaný prevádzkoukompresora predný elektronický ventilátor, keď je klimatizácia zapnutá na chladenie, môžu používatelia ľahko reklamovať. Efektívne a tiché elektronické ventilátory a kompresory s veľkým objemom pomáhajú znižovať hluk spôsobený prevádzkou a zároveň zvyšujú chladiaci výkon
Nízke náklady:
Spôsoby chladenia a vykurovania systému tepelného manažmentu väčšinou používajú systém chladenia kvapalinou a potreba tepla na vykurovanie batérie a vykurovanie klimatizácie v prostredí s nízkou teplotou je veľmi veľká. Súčasným riešením je zvýšiť elektrický ohrievač, aby sa zvýšila produkcia tepla, čo prináša vysoké náklady na diely a vysokú spotrebu energie. Ak dôjde k prelomu v technológii batérií na vyriešenie alebo zníženie náročných teplotných požiadaviek batérií, prinesie to veľkú optimalizáciu v dizajne a nákladoch na systémy tepelného manažmentu. Efektívne využitie odpadového tepla generovaného motorom počas chodu vozidla tiež pomôže znížiť spotrebu energie systému tepelného manažmentu. Preložené späť je zníženie kapacity batérie, zlepšenie dojazdu a zníženie nákladov na vozidlo.
Inteligentné:
Vývojovým trendom elektrických vozidiel je vysoký stupeň elektrifikácie a tradičné klimatizácie sú obmedzené len na funkcie chladenia a vykurovania, aby sa vyvinuli inteligentne. Klimatizáciu je možné ďalej vylepšiť na podporu veľkých dát na základe zvykov používateľov auta, ako je napríklad rodinné auto, teplota klimatizácie sa dá inteligentne prispôsobiť rôznym ľuďom po nastúpení do auta. Pred odchodom zapnite klimatizáciu, aby teplota v aute dosiahla príjemnú teplotu. Inteligentný elektrický výstup vzduchu dokáže automaticky prispôsobiť smer výstupu vzduchu podľa počtu osôb v aute, polohy a veľkosti karosérie.
Čas odoslania: 20. októbra 2023