Tehnologija upravljanja toplote za EV avtomobile
Sistem toplotnega upravljanja (TMS) avtomobila je pomemben del sistema vozila. Razvojni nameni sistema toplotnega upravljanja so predvsem varnost, udobje, varčevanje z energijo, varčnost in trajnost.
Avtomobilsko toplotno upravljanje je usklajevanje ujemanja, optimizacije in nadzora motorja vozila, klimatske naprave, baterije, motorja in drugih sorodnih komponent in podsistemov z vidika celotnega vozila, učinkovito reševanje toplotnih težav celotnega vozila, omogočanje vsakega funkcionalnega modul v najboljšem temperaturnem območju, izboljšajo ekonomičnost in moč celotnega vozila ter zagotovijo varno vožnjo vozila.
Sistem toplotnega upravljanja novih vozil na energijo izhaja iz sistema toplotnega upravljanja vozil na tradicionalna goriva. Ima skupne dele sistema za upravljanje toplote vozil s tradicionalnim gorivom, kot so hladilni sistem motorja, klimatski sistem itd., in ima dodatne hladilne sisteme za nove dele, kot so baterija, motor in elektronski nadzor. Uporaba treh električnih naprav za zamenjavo motorja in menjalnika je glavna sprememba v sistemu toplotnega upravljanja v primerjavi z vozili na tradicionalno gorivo. Poleg tega lahko obstajajo električni kompresorji, ki bodo nadomestili navadne kompresorje, in nove komponente, kot so hladilne plošče za baterije, hladilniki za baterije, grelniki PTC ali toplotne črpalke.
Splošne komponente toplotnega upravljanja:
V sistemu za toplotno upravljanje avtomobila je v grobem sestavljen iz elektronske vodne črpalke, elektromagnetnega ventila, kompresorja, PTC grelnika, elektronskega ventilatorja, ekspanzijskega kotla, uparjalnika in kondenzatorja.
Elektronska vodna črpalka:Je mehanska naprava za transport tekočine ali tekočino pod pritiskom. Prenaša mehansko energijo glavnega motorja ali drugo zunanjo energijo na tekočino, povečuje energijo tekočine in prenaša tekočino. Načelo delovanja je presojanje glede na trenutno stanje moči ali drugih komponent in nadzor pretoka s krmiljenjem pretoka skozi vodno črpalko. V skladu z različnimi stopnjami pretoka se lahko toplota odvzame, da temperatura ostane stabilna.
Elektromagnetni ventil:To je elektronsko krmiljen ventil, ki ima dvopotne in tripotne ventile. Hladilno sredstvo, ki teče iz izhodne odprtine kondenzatorja, je v tekočem stanju pri visoki temperaturi in visokem tlaku. Da bi zmanjšali temperaturo nasičenja tekočega hladilnega sredstva, je treba zmanjšati njegov tlak. Hkrati, da bi bil pretok v ustreznem območju, preden hladilno sredstvo vstopi v uparjalnik, ga je treba dušiti s krmiljenjem odpiranja ventila.
Kompresor:Nizkotlačni in nizkotlačni hladilni plin se potisne in stisne, da opravi delo s plinastim hladilnim sredstvom, tako da lahko povzroči spremembe tlaka in temperature ter tako postane visokotemperaturno in visokotlačno plinasto hladilno sredstvo.
Kondenzator:Hladi visokotemperaturno hladilno sredstvo. Ko se hladilno sredstvo izprazni iz kompresorja, je v stanju visoke temperature in visokega tlaka. V tem času ga je treba ohladiti in postopek spreminjanja hladilnega sredstva iz plina v tekočino je zaključen.
PTC grelec:To je uporovna grelna naprava, običajno z nazivno delovno napetostjo med 350 v-550v. Ko je električni grelec PTC vklopljen, je začetni upor nizek, moč gretja pa je v tem trenutku velika. Ko se temperatura grelnika PTC dvigne nad Curiejevo temperaturo, se upor PTC strmo poveča, da proizvede toploto, toplota pa se prenaša do komponent skozi vodni medij v vodni črpalki.
Sistem ogrevanja:V ogrevalnem sistemu, če gre za hibridno vozilo ali vozilo s sistemom gorivnih celic, se lahko toplota, ki nastane med delovanjem samega motorja ali sistema gorivnih celic, uporabi za zadovoljevanje potreb po toploti. Sistem gorivnih celic bo morda potreboval grelnik PTC za pomoč pri ogrevanju pri nizkih temperaturah, tako da se lahko sistem hitro segreje; če gre za vozilo s čistim akumulatorjem, bo morda potreben grelnik PTC za izpolnitev povpraševanja po toploti.
Hladilni sistem:Če gre za sistem za odvajanje toplote, je treba tekočino za odvajanje toplote v komponentah poganjati, da teče skozi delovanje vodne črpalke, da odvzame lokalno toploto, in uporabiti ventilator, ki pomaga pri hitrem odvajanju toplote.
Hladilni sistem klimatske naprave:Načeloma je učinek prenosa toplote dosežen s posebnimi lastnostmi hladilnega sredstva (običajna hladilna sredstva vključujejo R134-tetrafluoroetan, R12 difluorodiklorometan itd.), z uporabo absorpcije in sproščanja toplote, ki spremlja njegovo izhlapevanje in kondenzacijo. Na videz preprost postopek prenosa toplote dejansko vključuje kompleksen proces fazne spremembe hladiva, da dosežemo spremembo stanja hladiva in omogočimo, da le-to večkrat prenaša toploto. Klimatski sistem je v glavnem sestavljen iz štirih glavnih delov: kompresorja, kondenzatorja, uparjalnika in ekspanzijskega ventila. V strukturi sistema hladilnega cikla klimatske naprave hladilno sredstvo izstopa iz kompresorja in gre skozi kondenzator, ekspanzijski ventil, uparjalnik in se nato vrne v kompresor, da zaključi hladilni cikel.
Uparjalnik:Princip delovanja uparjalnika je ravno nasproten principu delovanja kondenzatorja. Absorbira toploto iz zraka in jo prenaša na hlajenje, tako da lahko zaključi proces uplinjanja. Ko dušilna naprava zaduši hladilno sredstvo, je v stanju soobstoja hlapov in tekočine, znanem tudi kot mokra para. Ko mokra para vstopi v uparjalnik, začne absorbirati toploto in izhlapi v nasičeno paro. Če hladilno sredstvo še naprej absorbira toploto, bo postalo pregreta para.
Elektronski ventilator:Edina komponenta, ki lahko aktivno dovaja zrak za izboljšanje učinkovitosti izmenjave toplote radiatorja. Trenutno večina vozil uporablja hladilne ventilatorje z aksialnim tokom, ki imajo prednosti visoke učinkovitosti, majhnosti in enostavne postavitve ter so običajno nameščeni za radiatorjem.