Alates 2014. aastast on elektriautode tööstus järk-järgult kuumenenud. Nende hulgas on järk-järgult kuumenenud elektriautode soojusjuhtimine. Kuna elektriautode sõiduulatus ei sõltu mitte ainult aku energiatihedusest, vaid ka sõiduki soojusjuhtimissüsteemi tehnoloogiast. Ka aku soojusjuhtimissüsteem on...kogemusalustas protsessi nullist, hooletusse jätmisest tähelepanuni.
Seega räägime täna sellest,elektrisõidukite termiline haldamine, mida nad haldavad?
Elektriautode ja traditsiooniliste sõidukite soojushalduse sarnasused ja erinevused
See punkt on esikohale seatud, kuna pärast autotööstuse sisenemist uude energiaajastusse on termohalduse ulatus, rakendusmeetodid ja komponendid oluliselt muutunud.
Traditsiooniliste kütuseliiklusega sõidukite termohalduse arhitektuuri kohta pole siin vaja rohkem rääkida ning professionaalsed lugejad on selgelt öelnud, et traditsiooniline termohaldus hõlmab peamiseltkliimaseadme termilise juhtimissüsteemi ja jõuülekande soojushalduse allsüsteem.
Elektrisõidukite soojushalduse arhitektuur põhineb kütusesõidukite soojushalduse arhitektuuril ning lisab elektrimootori elektroonilise soojushalduse süsteemi ja aku soojushalduse süsteemi. Erinevalt kütusesõidukitest on elektrisõidukid temperatuurimuutuste suhtes tundlikumad. Temperatuur on võtmetegur, mis määrab ohutuse, jõudluse ja eluea. Soojushaldus on vajalik vahend sobiva temperatuurivahemiku ja ühtluse säilitamiseks. Seetõttu on aku soojushalduse süsteem eriti oluline ning aku soojushaldus (soojuse hajumine/soojusjuhtivus/soojusisolatsioon) on otseselt seotud aku ohutuse ja pikaajalise kasutamise võimsuse järjepidevusega.
Seega on detailide osas peamiselt järgmised erinevused.
Erinevad kliimaseadmete soojusallikad
Traditsioonilise kütuseveoki kliimaseade koosneb peamiselt kompressorist, kondensaatorist, paisventiilist, aurustist, torustikust ja muudest osadest.komponendid.
Jahutamisel teeb kompressor külmaaine (külmutusagensi) töö ära ja autos olev soojus eemaldatakse temperatuuri alandamiseks, mis ongi jahutamise põhimõte. Sestkompressori töö peab olema mootori poolt käitatav, suurendab jahutusprotsess mootori koormust ja see on põhjus, miks me ütleme, et suvine kliimaseade maksab rohkem õli.
Praegu toimub peaaegu kogu kütusega sõidukite kütmine mootori jahutusvedeliku soojuse abil – mootori tekitatud jääksoojust saab kasutada kliimaseadme soojendamiseks. Jahutusvedelik voolab läbi sooja õhu süsteemi soojusvaheti (tuntud ka kui veepaak) ja puhuri poolt transporditav õhk vahetatakse soojust mootori jahutusvedelikuga ning õhk soojendatakse ja suunatakse seejärel autosse.
Külmas keskkonnas peab mootor aga veetemperatuuri õigele tasemele tõstmiseks pikka aega töötama ja kasutaja peab autos külma kaua taluma.
Uute energiaallikate kütmine tugineb peamiselt elektrikeristele, elektrikeristel on tuulekütteseadmed ja veesoojendid. Õhukütteseadme põhimõte sarnaneb fööni omaga, mis soojendab ringlevat õhku otse läbi kütteplaadi, pakkudes seeläbi autole kuuma õhku. Tuulekütteseadme eeliseks on kiire kuumutusaeg, veidi kõrgem energiatõhusus ja kõrge küttetemperatuur. Puuduseks on see, et kütteõhk on eriti kuiv, mis tekitab inimkehas kuivustunde. Veesoojendi põhimõte sarnaneb elektrilise veesoojendi omaga, mis soojendab jahutusvedelikku läbi kütteplaadi ja kõrge temperatuuriga jahutusvedelik voolab läbi sooja õhu südamiku ning seejärel soojendab ringlevat õhku, et saavutada salongi küte. Veesoojendi kuumutusaeg on veidi pikem kui õhusoojendil, kuid see on ka palju kiirem kui kütusesõidukil ning madala temperatuuriga keskkonnas on veetorul soojuskadu ja energiatõhusus on veidi madalam. Xiaopeng G3 kasutab eespool mainitud veesoojendit.
Olgu tegemist tuulekütte või veeküttega, elektriautode jaoks on elektrienergia tootmiseks vaja akusid ja suurem osa elektrist tarbitaksekliimaseade küte madala temperatuuriga keskkondades. Selle tulemuseks on elektriautode lühem sõiduulatus madala temperatuuriga keskkondades.
Võrdlekoos Madala temperatuuriga keskkonnas kütusega sõidukite aeglase kuumenemiskiiruse probleemi tõttu võib elektrisõidukite elektrikütte kasutamine kuumenemisaega oluliselt lühendada.
Akude termiline haldamine
Võrreldes kütuseautode mootori soojusjuhtimisega on elektriautode elektrisüsteemi soojusjuhtimise nõuded rangemad.
Kuna aku parim töötemperatuuri vahemik on väga väike, peab aku temperatuur olema üldiselt vahemikus 15–40 °C.° C. Sõidukite poolt tavaliselt kasutatav ümbritseva õhu temperatuur on aga -30–40° C ja tegelike kasutajate sõidutingimused on keerulised. Soojushalduse juhtimine peab tõhusalt tuvastama ja määrama sõidukite sõidutingimused ja akude oleku ning teostama optimaalse temperatuuri reguleerimise ja püüdma saavutada tasakaalu energiatarbimise, sõiduki jõudluse, aku jõudluse ja mugavuse vahel.
Läbisõiduhirmu leevendamiseks muutub elektriautode aku mahutavus üha suuremaks ja energiatihedus üha suuremaks; samal ajal on vaja lahendada kasutajate liiga pika laadimise ooteaja vastuolu ning tekkisid kiirlaadimine ja ülikiire laadimine.
Termohalduse seisukohast toob suure voolutugevusega kiirlaadimine kaasa suurema soojuse tekkimise ja aku suurema energiatarbimise. Kui aku temperatuur laadimise ajal on liiga kõrge, võib see mitte ainult põhjustada ohutusriske, vaid viia ka probleemideni, nagu aku efektiivsuse vähenemine ja aku eluea kiirenemine.termilise juhtimise süsteemon tõsine proovikivi.
Elektrisõidukite soojusjuhtimine
Reisijate salongi mugavuse reguleerimine
Sõiduki sisetemperatuur mõjutab otseselt sõitja mugavust. Koos inimkeha sensoorse mudeliga on kabiinis toimuva voolu ja soojusülekande uurimine oluline vahend sõiduki mugavuse ja jõudluse parandamiseks. Arvesse võetakse sõitja mugavusele avalduvat mõju alates kere konstruktsioonist ja kliimaseadme väljundist kuni päikesekiirguse poolt mõjutatud sõiduki klaasini ja kogu kere konstruktsioonini koos kliimaseadmega.
Sõidukit juhtides peaksid kasutajad kogema mitte ainult sõiduki võimsa võimsuse pakutavat sõidutunnet, vaid ka salongi mugavust, mis on oluline osa.
Aku töötemperatuuri reguleerimine
Aku kasutamisel tekib palju probleeme, eriti aku temperatuuri tõttu. Äärmiselt madala temperatuuriga keskkonnas on liitiumaku võimsuse nõrgenemine tõsine. Kõrge temperatuuriga keskkond on altid ohutusriskidele. Patareide kasutamine äärmuslikel juhtudel kahjustab akut väga tõenäoliselt, vähendades seeläbi aku jõudlust ja eluiga.
Termohalduse peamine eesmärk on tagada aku alati sobivas temperatuurivahemikus töötamine, et säilitada aku parim tööseisukord. Aku termiline haldussüsteem hõlmab peamiselt kolme funktsiooni: soojuse hajutamist, eelsoojendust ja temperatuuri ühtlustamist. Soojuse hajumist ja eelsoojendust reguleeritakse peamiselt vastavalt väliskeskkonna temperatuuri võimalikule mõjule akule. Temperatuuri ühtlustamist kasutatakse aku temperatuuride erinevuse vähendamiseks ja aku teatud osade ülekuumenemisest tingitud kiire lagunemise vältimiseks.
Turul olevates elektriautodes kasutatavad aku termilise haldamise süsteemid jagunevad peamiselt kahte kategooriasse: õhkjahutusega ja vedelikjahutusega.
Põhimõteõhkjahutusega termilise juhtimise süsteem on pigem sarnane arvuti soojuse hajumise põhimõttega, aku ühte ossa on paigaldatud jahutusventilaator ja teises otsas on õhutusava, mis kiirendab ventilaatori töö kaudu õhuvoolu akude vahel, et eemaldada aku töötamise ajal eralduv soojus.
Lihtsamalt öeldes tähendab õhkjahutus aku küljele ventilaatori lisamist ja aku jahutamist ventilaatori puhumisega, kuid ventilaatori puhutavat õhku mõjutavad välised tegurid ja õhkjahutuse efektiivsus väheneb kõrgema välistemperatuuri korral. Nii nagu ventilaatori puhumine ei tee teid kuumal päeval jahedamaks, ei tee õhkjahutuse eeliseks lihtne konstruktsioon ja madal hind.
Vedelikjahutus juhib aku töötamise ajal tekkiva soojuse aku sees oleva jahutusvedeliku torustikus oleva jahutusvedeliku kaudu ära, saavutades aku temperatuuri alandamise efekti. Tegelikus kasutuses on vedelal keskkonnal kõrge soojusülekandetegur, suur soojusmahtuvus ja kiirem jahutuskiirus ning Xiaopeng G3 kasutab suurema jahutustõhususega vedelikjahutussüsteemi.
Lihtsamalt öeldes on vedelikjahutuse põhimõte paigutada akusse veetoru. Kui aku temperatuur on liiga kõrge, valatakse veetorusse külm vesi ja külm vesi eemaldab soojuse, et aku jahtuks. Kui aku temperatuur on liiga madal, tuleb seda soojendada.
Kui sõidukit jõuliselt juhitakse või laaditakse kiiresti, tekib aku laadimise ja tühjenemise ajal suures koguses soojust. Kui aku temperatuur on liiga kõrge, lülitage sisse kompressor ja madala temperatuuriga külmaaine voolab läbi jahutusvedeliku aku soojusvaheti jahutustorus. Madala temperatuuriga jahutusvedelik voolab akusse, et soojust eemaldada, nii et aku suudab säilitada parima temperatuurivahemiku, mis parandab oluliselt aku ohutust ja töökindlust auto kasutamise ajal ning lühendab laadimisaega.
Äärmiselt külmal talvel väheneb madala temperatuuri tõttu liitiumakude aktiivsus, aku jõudlus väheneb oluliselt ning akut ei saa suure võimsusega tühjendada ega kiirlaadida. Sellisel juhul lülitage sisse veesoojendi, et soojendada aku ringluses olevat jahutusvedelikku, ja kõrge temperatuuriga jahutusvedelik soojendab akut. See tagab sõiduki kiire laadimise ja pika sõiduulatuse madala temperatuuriga keskkonnas.
Elektriajami elektrooniline juhtimine ja suure võimsusega elektriliste osade jahutus ja soojuse hajumine
Uued energiasõidukid on saavutanud ulatuslikud elektrifitseerimisfunktsioonid ning kütusesüsteem on muudetud elektriliseks. Aku võimsus on kuni370 V alalispinge sõiduki energia, jahutuse ja kütte tagamiseks ning auto erinevate elektriliste komponentide toiteks. Sõiduki sõidu ajal tekitavad suure võimsusega elektrilised komponendid (nt mootorid, alalisvoolu-alalisvoolu komponendid, mootorikontrollerid jne) palju soojust. Elektriseadmete kõrge temperatuur võib põhjustada sõiduki rikkeid, võimsuse piiramist ja isegi ohutusriske. Sõiduki soojusjuhtimine peab tekkiva soojuse õigeaegselt hajutama, et tagada sõiduki suure võimsusega elektriliste komponentide ohutus töötemperatuuri vahemikus.
G3 elektriajami elektrooniline juhtimissüsteem kasutab termiliseks haldamiseks vedelikjahutust. Elektroonilise pumba ajamisüsteemi torustikus voolav jahutusvedelik voolab läbi mootori ja teiste kütteseadmete, et juhtida elektriliste osade soojust ära, ning seejärel voolab läbi sõiduki esiosa sisselaskevõre radiaatori ja elektrooniline ventilaator lülitatakse sisse, et kõrge temperatuuriga jahutusvedelikku jahutada.
Mõned mõtted termohalduse tööstuse tulevase arengu kohta
Madal energiatarve:
Kliimaseadmete põhjustatud suure energiatarbimise vähendamiseks on soojuspumbaga kliimaseadmed järk-järgult suurt tähelepanu pälvinud. Kuigi üldisel soojuspumbasüsteemil (mis kasutab külmaainena R134a) on kasutatavas keskkonnas teatud piirangud, näiteks äärmiselt madal temperatuur (alla -10° C) ei tööta, külmutusseadmed kõrge temperatuuriga keskkonnas ei erine tavalistest elektriautode kliimaseadmetest. Kuid enamikus Hiina osades saab kevad- ja sügishooajal (ümbritseva õhu temperatuuril) kliimaseadmete energiatarbimist tõhusalt vähendada ning energiatõhususe suhe on 2–3 korda suurem kui elektrikeristel.
Madal müratase:
Pärast seda, kui elektrisõidukil pole mootori müraallikat, siis mootori töö tekitatud mürakompressorJa esiosa elektroonilise ventilaatori üle, mis töötab jahutamiseks konditsioneeri sisselülitamisel, on kasutajatel lihtne kaebusi esitada. Tõhusad ja vaiksed elektroonilised ventilaatorid ning suure töömahuga kompressorid aitavad vähendada töö käigus tekkivat müra, suurendades samal ajal jahutusvõimsust.
Madal hind:
Soojushaldussüsteemide jahutus- ja küttemeetodid kasutavad enamasti vedelikjahutussüsteemi ning akukütte ja kliimaseadme kütte soojustarve madala temperatuuriga keskkonnas on väga suur. Praegune lahendus on elektriküttekeha võimsuse suurendamine soojuse tootmise suurendamiseks, mis toob kaasa kõrged varuosade hinnad ja suure energiatarbimise. Kui akutehnoloogias toimub läbimurre akude karmide temperatuurinõuete lahendamiseks või vähendamiseks, toob see kaasa soojushaldussüsteemide disaini ja maksumuse suure optimeerimise. Sõiduki töötamise ajal mootori tekitatud jääksoojuse tõhus kasutamine aitab samuti vähendada soojushaldussüsteemi energiatarbimist. Tagasiulatuv tulemus on aku mahutavuse vähenemine, sõiduulatuse paranemine ja sõiduki maksumuse vähenemine.
Intelligentne:
Elektriautode arengusuund on kõrge elektrifitseerimise aste ning traditsioonilised kliimaseadmed piirduvad intelligentseteks sõidukiteks saamise nimel vaid jahutus- ja küttefunktsioonidega. Kliimaseadmeid saab edasi arendada suurandmete toega, mis põhineb kasutaja autoharjumustel, näiteks pereauto puhul, kus kliimaseadme temperatuuri saab intelligentselt kohandada erinevatele inimestele pärast autosse istumist. Lülitage kliimaseade sisse enne väljumist, et auto temperatuur saavutaks mugava temperatuuri. Nutikas elektriline õhu väljalaskeava saab automaatselt reguleerida õhu väljalaskeava suunda vastavalt autos viibivate inimeste arvule, asukohale ja kere suurusele.
Postituse aeg: 20. okt 2023