از سال 2014 ، صنعت وسایل نقلیه برقی به تدریج داغ شده است. در میان آنها ، مدیریت حرارتی وسیله نقلیه وسایل نقلیه برقی به تدریج داغ شده است. از آنجا که دامنه وسایل نقلیه برقی نه تنها به چگالی انرژی باتری بلکه به فناوری سیستم مدیریت حرارتی وسیله نقلیه نیز بستگی دارد. سیستم مدیریت حرارتی باتری نیز داردتجربه کردنیک فرآیند از ابتدا ، از غفلت تا توجه.
بنابراین امروز ، بیایید در موردمدیریت حرارتی وسایل نقلیه برقی، آنها چه مدیریت می کنند؟
شباهت ها و اختلافات بین مدیریت حرارتی وسیله نقلیه الکتریکی و مدیریت حرارتی وسیله نقلیه سنتی
این نکته در وهله اول قرار گرفته است زیرا پس از ورود صنعت خودرو به دوره انرژی جدید ، دامنه ، روشهای اجرای و مؤلفه های مدیریت حرارتی بسیار تغییر کرده است.
نیازی به گفتن بیشتر در مورد معماری مدیریت حرارتی وسایل نقلیه سنتی سوخت در اینجا نیست ، و خوانندگان حرفه ای کاملاً واضح هستند که مدیریت حرارتی سنتی عمدتا شامل می شودسیستم مدیریت حرارتی تهویه مطبوع و زیر سیستم مدیریت حرارتی پیشرانه.
معماری مدیریت حرارتی وسایل نقلیه الکتریکی مبتنی بر معماری مدیریت حرارتی وسایل نقلیه سوخت است و سیستم مدیریت الکترونیکی الکترونیکی موتور الکتریکی و سیستم مدیریت حرارتی باتری را اضافه می کند ، بر خلاف وسایل نقلیه سوخت ، وسایل نقلیه برقی نسبت به تغییرات دما حساس تر هستند ، درجه حرارت مهم است عامل برای تعیین ایمنی ، عملکرد و زندگی آن ، مدیریت حرارتی وسیله ای ضروری برای حفظ دامنه و یکنواختی دما مناسب است. بنابراین ، سیستم مدیریت حرارتی باتری به ویژه بسیار مهم است ، و مدیریت حرارتی باتری (اتلاف گرما/هدایت گرما/عایق گرما) به طور مستقیم با ایمنی باتری و قوام قدرت پس از استفاده طولانی مدت مرتبط است.
بنابراین ، از نظر جزئیات ، تفاوت های زیر وجود دارد.
منابع گرمای مختلف تهویه مطبوع
سیستم تهویه مطبوع کامیون سوخت سنتی عمدتاً از کمپرسور ، کندانسور ، شیر انبساط ، تبخیر کننده ، خط لوله و موارد دیگر تشکیل شده استمؤلفه ها
هنگام خنک شدن ، مبرد (مبرد) توسط کمپرسور انجام می شود و گرمای موجود در خودرو برای کاهش دما ، که اصل یخچال است ، برداشته می شود. چونکار کمپرسور باید توسط موتور هدایت شود ، فرآیند تبرید بار موتور را افزایش می دهد و به همین دلیل است که می گوییم تهویه مطبوع تابستان هزینه بیشتری دارد.
در حال حاضر ، تقریباً تمام گرمایش وسیله نقلیه سوخت استفاده از گرما از مایع خنک کننده موتور است - مقدار زیادی از گرمای زباله تولید شده توسط موتور می تواند برای گرم کردن تهویه هوا استفاده شود. خنک کننده از طریق مبدل حرارتی (که به عنوان مخزن آب نیز شناخته می شود) در سیستم هوای گرم جریان می یابد و هوای منتقل شده توسط دمنده حرارتی با مایع خنک کننده موتور رد و بدل می شود و هوا گرم می شود و سپس به داخل ماشین فرستاده می شود.
با این حال ، در محیط سرد ، موتور باید برای مدت طولانی کار کند تا دمای آب را به دمای مناسب بالا ببرد و کاربر باید برای مدت طولانی در ماشین سرماخوردگی را تحمل کند.
گرمایش وسایل نقلیه انرژی جدید عمدتاً به بخاری های برقی متکی است ، بخاری های برقی دارای بخاری بادی و بخاری آب هستند. اصل بخاری هوا شبیه به سشوار است که مستقیماً هوای گردش را از طریق ورق گرمایش گرم می کند ، بنابراین هوای گرم را به ماشین می دهد. مزیت بخاری باد این است که زمان گرمایش سریع است ، نسبت راندمان انرژی کمی بیشتر است و دمای گرمایش بالا است. ضرر این است که باد گرمایش به خصوص خشک است و احساس خشکی به بدن انسان می بخشد. اصل بخاری آب شبیه به آبگرمکن برقی است که خنک کننده را از طریق ورق گرمایش گرم می کند و خنک کننده درجه حرارت بالا از طریق هسته هوای گرم جریان می یابد و سپس هوای گردش را گرم می کند تا به گرمایش داخلی برسد. زمان گرمایش آبگرمکن کمی طولانی تر از بخاری هوا است ، اما بسیار سریعتر از وسیله نقلیه سوخت است و لوله آب در محیط دمای پایین از بین رفتن گرما دارد و راندمان انرژی کمی پایین تر است بشر Xiaopeng G3 از بخاری آب ذکر شده در بالا استفاده می کند.
چه گرمای باد و چه گرمای آب ، برای وسایل نقلیه برقی ، باتری های برق برای تأمین برق مورد نیاز است و بیشتر برق در آن مصرف می شودتهویه مطبوع در محیط های درجه حرارت پایین. این منجر به کاهش دامنه رانندگی وسایل نقلیه برقی در محیط های با دمای پایین می شود.
مقایسهed با مشکل سرعت گرمایشی وسایل نقلیه سوخت در محیط های با دمای پایین ، استفاده از گرمایش برقی برای وسایل نقلیه برقی می تواند زمان گرمایش را تا حد زیادی کوتاه کند.
مدیریت حرارتی باتری های برق
در مقایسه با مدیریت حرارتی موتور وسایل نقلیه سوخت ، نیازهای مدیریت حرارتی سیستم برق وسیله نقلیه الکتریکی دقیق تر است.
از آنجا که بهترین دامنه دمای کار باتری بسیار اندک است ، به طور کلی دمای باتری بین 15 تا 40 مورد نیاز است° ج. با این حال ، دمای محیط که معمولاً توسط وسایل نقلیه استفاده می شود 40 ~ 30 ~° ج ، و شرایط رانندگی کاربران واقعی پیچیده است. کنترل مدیریت حرارتی باید به طور مؤثر شرایط رانندگی وسایل نقلیه و وضعیت باتری ها را شناسایی و تعیین کند و کنترل بهینه دما را انجام دهد و برای دستیابی به تعادل بین مصرف انرژی ، عملکرد وسیله نقلیه ، عملکرد باتری و راحتی تلاش کند.
به منظور کاهش اضطراب دامنه ، ظرفیت باتری وسیله نقلیه الکتریکی بزرگتر و بزرگتر می شود و چگالی انرژی بیشتر و بیشتر می شود. در عین حال ، لازم است تناقض زمان انتظار بیش از حد شارژ برای کاربران را حل کنیم ، و شارژ سریع و شارژ فوق العاده سریع به وجود آمد.
از نظر مدیریت حرارتی ، شارژ سریع جریان بالا باعث تولید گرمای بیشتر و مصرف انرژی بیشتر باتری می شود. هنگامی که دمای باتری در حین شارژ خیلی زیاد باشد ، ممکن است نه تنها خطرات ایمنی را ایجاد کند بلکه منجر به مشکلاتی مانند کاهش راندمان باتری و سرعت بخشیدن به عمر باتری می شود. طراحیسیستم مدیریت حرارتییک آزمایش شدید است.
مدیریت حرارتی وسیله نقلیه الکتریکی
تنظیم راحتی کابین سرنشین
محیط حرارتی داخلی وسیله نقلیه مستقیماً بر راحتی سرنشین تأثیر می گذارد. ترکیب با مدل حسی بدن انسان ، مطالعه انتقال جریان و گرما در کابین وسیله ای مهم برای بهبود راحتی وسیله نقلیه و بهبود عملکرد وسیله نقلیه است. از طراحی ساختار بدنه ، از محل کار تهویه هوا ، شیشه وسیله نقلیه تحت تأثیر تابش نور خورشید و کل طراحی بدن ، همراه با سیستم تهویه هوا ، تأثیر آن بر راحتی سرنشینان در نظر گرفته می شود.
هنگام رانندگی وسیله نقلیه ، کاربران نه تنها باید احساس رانندگی را که توسط قدرت قدرتمند وسیله نقلیه ایجاد شده است تجربه کنند ، بلکه راحتی محیط کابین نیز بخش مهمی است.
کنترل تنظیم تنظیم دمای باتری باتری قدرت
باتری در استفاده از این فرآیند با مشکلات زیادی روبرو خواهد شد ، به خصوص در دمای باتری ، باتری لیتیوم در ضعف توان محیط با دمای بسیار پایین جدی است ، در محیط با درجه حرارت بالا مستعد خطرات ایمنی ، استفاده از باتری ها به طور شدید موارد به احتمال زیاد به باتری آسیب می رساند و از این طریق عملکرد باتری و عمر را کاهش می دهد.
هدف اصلی از مدیریت حرارتی این است که بسته باتری همیشه در محدوده دمای مناسب کار کند تا بهترین وضعیت کار باتری را حفظ کند. سیستم مدیریت حرارتی باتری عمدتاً شامل سه عملکرد است: اتلاف گرما ، پیش گرم شدن و تساوی دما. اتلاف گرما و پیش گرم شدن عمدتاً برای تأثیر احتمالی دمای محیط خارجی بر باتری تنظیم می شود. از تساوی دما برای کاهش اختلاف دما در باتری و جلوگیری از پوسیدگی سریع ناشی از گرمای بیش از حد قسمت خاصی از باتری استفاده می شود.
سیستم های مدیریت حرارتی باتری مورد استفاده در وسایل نقلیه الکتریکی که اکنون در بازار موجود است ، عمدتاً به دو دسته تقسیم می شوند: خنک کننده هوا و مایع خنک.
اصلسیستم مدیریت حرارتی خنک شده هوا بیشتر شبیه اصل اتلاف گرما در رایانه است ، یک فن خنک کننده در یک بخش از باتری نصب می شود و انتهای دیگر دارای دریچه ای است که باعث تسریع جریان هوا بین باتری ها از طریق کار فن می شود ، به همین ترتیب برای از بین بردن گرمای ساطع شده توسط باتری هنگام کار.
به بیان ساده ، خنک کننده هوا این است که یک فن را در کنار باتری اضافه کنید و باتری را با دمیدن فن خنک کنید ، اما باد منفجر شده توسط فن تحت تأثیر عوامل خارجی و کارآیی خنک کننده هوا خواهد بود هنگامی که دمای بیرون بالاتر باشد کاهش می یابد. درست مثل دمیدن فن باعث خنک تر شدن شما در یک روز گرم نمی شود. مزیت خنک کننده هوا ساختار ساده و کم هزینه است.
خنک کننده مایع گرمای ایجاد شده توسط باتری را در حین کار از طریق خنک کننده در خط لوله خنک کننده داخل بسته باتری از بین می برد تا به تأثیر کاهش دمای باتری برسد. از اثر استفاده واقعی ، محیط مایع دارای ضریب انتقال حرارت بالا ، ظرفیت گرمای زیاد و سرعت خنک کننده سریعتر است و Xiaopeng G3 از یک سیستم خنک کننده مایع با راندمان خنک کننده بالاتر استفاده می کند.
به عبارت ساده ، اصل خنک کننده مایع ترتیب دادن لوله آب در بسته باتری است. هنگامی که دمای باتری بیش از حد زیاد است ، آب سرد درون لوله آب ریخته می شود و گرما توسط آب سرد برای خنک شدن از آب سرد می شود. اگر دمای باتری خیلی کم باشد ، باید گرم شود.
هنگامی که وسیله نقلیه به سرعت یا سریع شارژ می شود ، مقدار زیادی گرما در هنگام شارژ و تخلیه باتری ایجاد می شود. هنگامی که دمای باتری خیلی زیاد است ، کمپرسور را روشن کنید و مبرد با دمای کم از طریق خنک کننده در لوله خنک کننده مبدل حرارتی باتری جریان می یابد. خنک کننده درجه حرارت کم به داخل باتری جریان می یابد تا گرما را از بین ببرد ، به طوری که باتری می تواند بهترین محدوده دما را حفظ کند ، که باعث افزایش ایمنی و قابلیت اطمینان باتری در هنگام استفاده از ماشین می شود و زمان شارژ را کوتاه می کند.
در زمستان بسیار سرد ، به دلیل دمای پایین ، فعالیت باتری های لیتیوم کاهش می یابد ، عملکرد باتری به شدت کاهش می یابد و باتری نمی تواند تخلیه پرقدرت یا شارژ سریع باشد. در این زمان ، بخاری آب را روشن کنید تا خنک کننده در مدار باتری گرم شود و خنک کننده درجه حرارت بالا باتری را گرم می کند. این تضمین می کند که وسیله نقلیه همچنین می تواند توانایی شارژ سریع و دامنه رانندگی طولانی را در محیط دمای پایین داشته باشد.
کنترل الکترونیکی درایو الکتریکی و قطعات الکتریکی با انرژی بالا اتلاف گرما خنک کننده
وسایل نقلیه انرژی جدید به عملکردهای جامع برق رسیده اند و سیستم انرژی سوخت به یک سیستم انرژی الکتریکی تغییر یافته است. باتری برق تا حداکثرولتاژ 370 ولت DC تأمین انرژی ، سرمایش و گرمایش برای وسیله نقلیه و تأمین برق به قطعات مختلف برقی روی خودرو. در حین رانندگی وسیله نقلیه ، اجزای برقی با قدرت بالا (مانند موتورها ، DCDC ، کنترل کننده های موتور و غیره) گرمای زیادی ایجاد می کنند. دمای بالای لوازم برق ممکن است باعث خرابی وسایل نقلیه ، محدودیت برق و حتی خطرات ایمنی شود. مدیریت حرارتی وسیله نقلیه باید گرمای تولید شده را به موقع از بین ببرد تا اطمینان حاصل شود که اجزای الکتریکی پرقدرت وسیله نقلیه در محدوده دمای کار ایمن قرار دارند.
سیستم کنترل الکترونیکی درایو الکتریکی G3 اتلاف حرارت خنک کننده مایع را برای مدیریت حرارتی اتخاذ می کند. مایع خنک کننده موجود در خط لوله سیستم درایو پمپ الکترونیکی از طریق موتور و سایر دستگاه های گرمایشی جریان می یابد تا گرمای قطعات الکتریکی را از بین ببرد و سپس از طریق رادیاتور در مشبک ورودی جلوی وسیله نقلیه جریان یابد و فن الکترونیکی به آن روشن شود خنک کننده درجه حرارت بالا را خنک کنید.
برخی از افکار در مورد توسعه آینده صنعت مدیریت حرارتی
مصرف کم انرژی:
به منظور کاهش مصرف بزرگ انرژی ناشی از تهویه مطبوع ، تهویه مطبوع پمپ حرارتی به تدریج مورد توجه قرار گرفته است. اگرچه سیستم پمپ حرارتی عمومی (با استفاده از R134A به عنوان مبرد) محدودیت های خاصی در محیط مورد استفاده دارد ، مانند دمای بسیار پایین (زیر -10° ج) نمی تواند کار کند ، یخچال در محیط با درجه حرارت بالا هیچ تفاوتی با تهویه مطبوع وسیله نقلیه الکتریکی معمولی ندارد. با این حال ، در بیشتر مناطق چین ، فصل بهار و پاییز (دمای محیط) می تواند به طور موثری مصرف انرژی تهویه مطبوع را کاهش دهد و نسبت بهره وری انرژی 2 تا 3 برابر بخاری برقی است.
سر و صدای کم:
بعد از اینکه وسیله نقلیه الکتریکی منبع نویز موتور را ندارد ، سر و صدای ایجاد شده توسط عملکردکمپرسورو فن الکترونیکی جلوی آن هنگام روشن شدن تهویه هوا برای یخچال و فریزر به راحتی توسط کاربران شکایت می شود. محصولات فن الکترونیکی کارآمد و ساکت و کمپرسورهای جابجایی بزرگ به کاهش سر و صدای ناشی از کار در ضمن افزایش ظرفیت خنک کننده کمک می کنند
کم هزینه:
روشهای خنک کننده و گرمایشی سیستم مدیریت حرارتی بیشتر از سیستم خنک کننده مایع استفاده می کند و تقاضای حرارتی گرمایش باتری و گرمایش تهویه هوا در محیط با دمای پایین بسیار زیاد است. محلول فعلی افزایش بخاری برقی برای افزایش تولید گرما است که باعث می شود قطعات بالایی و مصرف انرژی بالایی داشته باشد. اگر دستیابی به موفقیت در فناوری باتری برای حل یا کاهش نیازهای سخت دمای باتری ها وجود داشته باشد ، بهینه سازی بسیار خوبی را در طراحی و هزینه سیستم های مدیریت حرارتی به همراه خواهد داشت. استفاده کارآمد از گرمای زباله ایجاد شده توسط موتور در هنگام کار وسیله نقلیه همچنین به کاهش مصرف انرژی سیستم مدیریت حرارتی کمک خواهد کرد. ترجمه به عقب کاهش ظرفیت باتری ، بهبود دامنه رانندگی و کاهش هزینه وسیله نقلیه است.
هوشمند:
درجه بالایی از برق ، روند توسعه وسایل نقلیه برقی است و تهویه مطبوع سنتی فقط به عملکردهای تبرید و گرمایش محدود می شود تا هوشمندانه توسعه یابد. تهویه مطبوع را می توان بر اساس عادت های خودروهای کاربر ، مانند ماشین خانوادگی ، به پشتیبانی از داده های بزرگ بهبود بخشید ، دمای تهویه مطبوع را می توان بعد از ورود به ماشین با افراد مختلف سازگار کرد. قبل از بیرون رفتن ، تهویه مطبوع را روشن کنید تا دمای موجود در ماشین به دمای راحت برسد. خروجی هوای الکتریکی هوشمند می تواند به طور خودکار جهت خروجی هوا را با توجه به تعداد افراد موجود در خودرو ، موقعیت و اندازه بدن تنظیم کند.
زمان پست: اکتبر -20-2023