Tri stopnje novega energetskega vozila
Razvoj sistema toplotnega upravljanja
1. stopnja
Sistem toplotnega upravljanja prve-generacije: baterijsko zračno{1}}hlajenje ali tekočinsko-hlajenje, ogrevanje PTC in elektronsko krmiljeno tekočinsko hlajenje motorja, vsi delujejo neodvisno.
V zgodnjih fazah razvoja novih energetskih vozil je bil poudarek predvsem na zamenjavi motorja v bencinskih vozilih z baterijami in motorji. Med normalno vožnjo sistem akumulatorja proizvaja toploto, njegova učinkovita delovna temperatura pa je 15-35 stopinj. Zračno hlajenje je bilo široko sprejeto v zgodnjih vozilih z novo energijo zaradi svoje preproste strukture, nizkih stroškov in enostavnosti vzdrževanja.
Ko sta se moč motorja in polnjenja povečala, zračno hlajenje ni moglo več izpolnjevati zahtev glede toplotnega upravljanja baterije, kar je vodilo v postopno nadgradnjo na tekočinsko hlajenje. Pozimi se je zaradi nižjih temperatur okolice uporabljalo PTC ogrevanje za ogrevanje hladilne tekočine, ki je nato toploto prenašala na akumulatorski sistem. Hlajenje v potniškem prostoru se je nadaljevalo s sistemom iz-dobe bencinskih vozil: mehanski kompresorji klimatskih naprav so bili nadgrajeni v električne kompresorje; ogrevanje je bilo običajno doseženo s PTC ogrevanjem. Splošne prednosti te rešitve so bile preprostost, nizki stroški in majhna strukturna kompleksnost; slabosti so bile velika poraba energije in kratek doseg pozimi.
2. stopnja
Sistem toplotnega upravljanja druge-generacije: tekočinsko hlajenje akumulatorja, ogrevanje s PTC in tekočinsko hlajenje motorja/elektronskega krmiljenja. Ta sistem izkorišča odpadno toploto iz motornega/elektronskega krmilnega sistema za ogrevanje akumulatorskega sistema in tako doseže toplotno recikliranje.
Ta sistem, ki temelji na prvi generaciji, zaporedno in vzporedno povezuje krmilna vezja motorja/elektronskega krmiljenja in akumulatorja, pri čemer v celoti izkorišča odpadno toploto iz krmilnega sistema motorja/elektronskega sistema za ogrevanje akumulatorskega sistema. To zmanjša uporabo PTC pozimi, izboljša splošno učinkovitost toplotnega upravljanja električnih vozil in poveča njihov doseg.
Na primer, XPeng P7 uporablja štiri-smerni ventil za povezavo hladilnega kroga motorja/elektronskega krmiljenja in hladilnega kroga sklopa baterije. Kadar paket baterij ne potrebuje segrevanja, se toplota iz krmilnega vezja motorja/elektronike odvaja skozi sklop radiatorja motorja sprednjega-modula. Ko je potrebno ogrevanje, hladilna tekočina odvaja toploto iz motorja/elektronskega krmilnega sistema in teče skozi hladilni krog akumulatorja. Če toplote ni dovolj, PTC poskrbi za dodatno ogrevanje za varčevanje z energijo.
Druga{0}}generacija sistema toplotnega upravljanja še vedno uporablja PTC za zadovoljevanje potreb po ogrevanju kabine in baterije. Ogrevanje kabine je na splošno doseženo z ventilatorskim-ogrevanim PTC grelnikom.
ThePTC grelecsegreva okoliški zrak, nato pa sistem puhala vpihuje zrak v kabino, da doseže funkcijo ogrevanja. Druga možnost je, da se za ogrevanje hladilne tekočine uporabi vodni-grelnik PTC, ki nato teče skozi jedro grelnika in zagotavlja ogrevanje kabine. Potrebe akumulatorskega sistema po ogrevanju so v prvi vrsti zadoščene z uporabo vodnega-grelnika PTC za ogrevanje hladilne tekočine in s tem akumulatorskega paketa.
Vendar imajo grelniki PTC običajno izhodno moč 1–6 kW, kar doda dodatnih 4–6 kWh porabe energije na 100 km. Na primer, s časom vožnje s polnim polnjenjem 4-5 ur lahko ogrevanje PTC zmanjša doseg vozila z novo energijo za 100-150 km, zato se doseg zmanjša, ko je grelec pozimi vključen.
3. stopnja
Tretja generacija sistema toplotnega upravljanja: Ta stopnja doda sistem toplotne črpalke, kar ima za posledico bolj učinkovito in zapleteno splošno delovanje.sistem toplotnega upravljanja. Sistemi, ki temeljijo na hladilnem sredstvu in vodi-, so integrirani, kar predstavlja trend večje integracije, ki ga ponazarja Teslin model Y.
Na strani hladiva sta dodana notranji kondenzator in tri-potni ventil za hladilno sredstvo, ki izpolnjujeta zahteve za ogrevanje s toplotno črpalko, ki nadomeščata prvotni visoko{1}}tlačni grelnik PTC. Dva dodatna nizkotlačna grelnika PTC zagotavljata predvsem funkcije odtaljevanja, odrositve in pomožnega ogrevanja. Na splošno bo zamenjava obstoječega sistema s toplotno črpalko prihranila 2-3 kWh električne energije na 100 kilometrov in dosegla skupno izboljšanje dosega za 10%-15%.
