Des del 2014, la indústria del vehicle elèctric s'ha convertit gradualment en calor.Entre ells, la gestió tèrmica dels vehicles elèctrics s'ha tornat calenta gradualment.Perquè la gamma de vehicles elèctrics depèn no només de la densitat d'energia de la bateria, sinó també de la tecnologia del sistema de gestió tèrmica del vehicle.El sistema de gestió tèrmica de la bateria també téexperiènciava fer un procés des de zero, de la negligència a l'atenció.
Així doncs, avui parlem de la gestió tèrmica dels vehicles elèctrics, què estan gestionant?
Similituds i diferències entre la gestió tèrmica del vehicle elèctric i la gestió tèrmica del vehicle tradicional
Aquest punt es posa en primer lloc perquè després que la indústria de l'automòbil hagi entrat en la nova era energètica, l'abast, els mètodes d'implementació i els components de la gestió tèrmica han canviat molt.
No cal dir més sobre l'arquitectura de gestió tèrmica dels vehicles de combustible tradicionals aquí, i els lectors professionals han tingut molt clar que la gestió tèrmica tradicional inclou principalment el sistema de gestió tèrmica de l'aire condicionat i el subsistema de gestió tèrmica del tren motriu.
L'arquitectura de gestió tèrmica dels vehicles elèctrics es basa en l'arquitectura de gestió tèrmica dels vehicles de combustible i afegeix el sistema de gestió tèrmica electrònica del motor elèctric i el sistema de gestió tèrmica de la bateria, a diferència dels vehicles de combustible, els vehicles elèctrics són més sensibles als canvis de temperatura, la temperatura és una clau. factor per determinar la seva seguretat, rendiment i vida útil, la gestió tèrmica és un mitjà necessari per mantenir el rang de temperatura i la uniformitat adequats.Per tant, el sistema de gestió tèrmica de la bateria és especialment crític i la gestió tèrmica de la bateria (dissipació de calor/conducció de calor/aïllament tèrmic) està directament relacionada amb la seguretat de la bateria i la consistència de la potència després d'un ús a llarg termini.
Per tant, en termes de detalls, hi ha principalment les diferències següents.
Diferents fonts de calor d'aire condicionat
El sistema d'aire condicionat del camió de combustible tradicional es compon principalment de compressor, condensador, vàlvula d'expansió, evaporador, canonada i altrescomponents.
Quan es refreda, el refrigerant (refrigerant) el fa el compressor i s'elimina la calor del cotxe per reduir la temperatura, que és el principi de refrigeració.Com que el treball del compressor ha de ser impulsat pel motor, el procés de refrigeració augmentarà la càrrega del motor, i aquesta és la raó per la qual diem que l'aire condicionat d'estiu costa més petroli.
Actualment, gairebé tota la calefacció del vehicle de combustible és l'ús de la calor del refrigerant del refrigerant del motor: una gran quantitat de calor residual generada pel motor es pot utilitzar per escalfar l'aire condicionat.El refrigerant flueix a través de l'intercanviador de calor (també conegut com a dipòsit d'aigua) al sistema d'aire calent, i l'aire transportat pel ventilador s'intercanvia calor amb el refrigerant del motor, i l'aire s'escalfa i després s'envia al cotxe.
Tanmateix, en un ambient fred, el motor ha de funcionar durant molt de temps per augmentar la temperatura de l'aigua a la temperatura adequada i l'usuari ha de suportar el fred durant molt de temps al cotxe.
La calefacció dels vehicles de nova energia es basa principalment en escalfadors elèctrics, els escalfadors elèctrics tenen escalfadors de vent i escalfadors d'aigua.El principi de l'escalfador d'aire és similar al de l'assecador de cabells, que escalfa directament l'aire circulant a través de la làmina de calefacció, proporcionant així aire calent al cotxe.L'avantatge de l'escalfador de vent és que el temps d'escalfament és ràpid, la relació d'eficiència energètica és lleugerament superior i la temperatura de calefacció és alta.El desavantatge és que el vent d'escalfament és especialment sec, la qual cosa aporta una sensació de sequedat al cos humà.El principi de l'escalfador d'aigua és similar al de l'escalfador d'aigua elèctric, que escalfa el refrigerant a través de la làmina de calefacció, i el refrigerant d'alta temperatura flueix a través del nucli d'aire calent i després escalfa l'aire circulant per aconseguir la calefacció interior.El temps d'escalfament de l'escalfador d'aigua és lleugerament més llarg que el de l'escalfador d'aire, però també és molt més ràpid que el del vehicle de combustible, i la canonada d'aigua té pèrdua de calor a l'entorn de baixa temperatura i l'eficiència energètica és lleugerament inferior. .El Xiaopeng G3 utilitza l'escalfador d'aigua esmentat anteriorment.
Tant si es tracta de calefacció eòlica com de calefacció d'aigua, per als vehicles elèctrics, es necessiten bateries d'energia per proporcionar electricitat, i la major part de l'electricitat es consumeix en la calefacció d'aire condicionat en ambients de baixa temperatura.Això es tradueix en una reducció de l'autonomia de conducció dels vehicles elèctrics en entorns de baixa temperatura.
Compared amb El problema de la velocitat d'escalfament lenta dels vehicles de combustible en entorns de baixa temperatura, l'ús de calefacció elèctrica per a vehicles elèctrics pot escurçar molt el temps de calefacció.
Gestió tèrmica de les bateries de potència
En comparació amb la gestió tèrmica del motor dels vehicles de combustible, els requisits de gestió tèrmica del sistema d'alimentació dels vehicles elèctrics són més estrictes.
Com que el millor rang de temperatura de treball de la bateria és molt petit, generalment es requereix que la temperatura de la bateria estigui entre 15 i 40° C. No obstant això, la temperatura ambient que utilitzen habitualment els vehicles és de -30 ~ 40° C, i les condicions de conducció dels usuaris reals són complexes.El control de gestió tèrmica ha d'identificar i determinar eficaçment les condicions de conducció dels vehicles i l'estat de les bateries, dur a terme un control de temperatura òptim i esforçar-se per aconseguir un equilibri entre el consum d'energia, el rendiment del vehicle, el rendiment de la bateria i la comoditat.
Per tal d'alleujar l'ansietat del rang, la capacitat de la bateria dels vehicles elèctrics és cada cop més gran i la densitat d'energia és cada cop més gran;Al mateix temps, cal resoldre la contradicció del temps d'espera de càrrega massa llarg per als usuaris, i es va produir la càrrega ràpida i la càrrega súper ràpida.
Pel que fa a la gestió tèrmica, la càrrega ràpida d'alta corrent aporta una major generació de calor i un major consum d'energia de la bateria.Un cop la temperatura de la bateria és massa alta durant la càrrega, no només pot provocar riscos de seguretat, sinó que també pot provocar problemes com ara una reducció de l'eficiència de la bateria i una disminució accelerada de la vida útil de la bateria.El disseny del sistema de gestió tèrmica és una prova severa.
Gestió tèrmica del vehicle elèctric
Ajust de confort de la cabina dels ocupants
L'ambient tèrmic interior del vehicle afecta directament el confort dels ocupants.Combinant-se amb el model sensorial del cos humà, l'estudi del flux i la transferència de calor a la cabina és un mitjà important per millorar la comoditat del vehicle i millorar el rendiment del vehicle.Des del disseny de l'estructura de la carrosseria, des de la sortida de l'aire condicionat, el vidre del vehicle afectat per la radiació solar i tot el disseny de la carrosseria, combinat amb el sistema d'aire condicionat, es considera l'impacte en el confort dels ocupants.
Quan condueixen un vehicle, els usuaris no només haurien d'experimentar la sensació de conducció que aporta la gran potència del vehicle, sinó que també la comoditat de l'entorn de la cabina és una part important.
Control d'ajust de temperatura de funcionament de la bateria d'alimentació
La bateria en l'ús del procés trobarà molts problemes, especialment en la temperatura de la bateria, la bateria de liti en l'entorn de temperatura extremadament baixa l'atenuació de la potència és greu, en l'entorn d'alta temperatura és propens a riscos de seguretat, l'ús de bateries en extrem És molt probable que els casos danyin la bateria, reduint així el rendiment i la vida útil de la bateria.
L'objectiu principal de la gestió tèrmica és fer que la bateria funcioni sempre dins del rang de temperatura adequat per mantenir les millors condicions de funcionament de la bateria.El sistema de gestió tèrmica de la bateria inclou principalment tres funcions: dissipació de calor, preescalfament i igualació de temperatura.La dissipació de calor i el preescalfament s'ajusten principalment pel possible impacte de la temperatura de l'entorn extern a la bateria.L'equalització de la temperatura s'utilitza per reduir la diferència de temperatura dins de la bateria i evitar la ràpida decadència causada pel sobreescalfament d'una determinada part de la bateria.
Els sistemes de gestió tèrmica de les bateries utilitzats en els vehicles elèctrics actualment al mercat es divideixen principalment en dues categories: refrigerats per aire i refrigerats per líquid.
El principi del sistema de gestió tèrmica refrigerat per aire s'assembla més al principi de dissipació de calor de l'ordinador, s'instal·la un ventilador de refrigeració en una secció de la bateria i l'altre extrem té una ventilació, que accelera el flux d'aire entre el bateries a través del treball del ventilador, per tal d'eliminar la calor emesa per la bateria quan està funcionant.
Per dir-ho sense embuts, la refrigeració per aire és afegir un ventilador al costat de la bateria i refredar la bateria bufant el ventilador, però el vent bufat pel ventilador es veurà afectat per factors externs i l'eficiència de la refrigeració per aire. es reduirà quan la temperatura exterior sigui més alta.Igual que bufar un ventilador no et fa més fresc en un dia calorós.L'avantatge de la refrigeració per aire és l'estructura senzilla i el baix cost.
La refrigeració líquida elimina la calor generada per la bateria durant el treball a través del refrigerant a la canonada de refrigerant dins de la bateria per aconseguir l'efecte de reduir la temperatura de la bateria.A partir de l'efecte d'ús real, el medi líquid té un coeficient de transferència de calor elevat, una gran capacitat de calor i una velocitat de refrigeració més ràpida, i Xiaopeng G3 utilitza un sistema de refrigeració líquida amb una eficiència de refrigeració més alta.
En termes senzills, el principi de refrigeració líquida és disposar una canonada d'aigua a la bateria.Quan la temperatura de la bateria és massa alta, s'aboca aigua freda a la canonada d'aigua i l'aigua freda elimina la calor per refredar-se.Si la temperatura de la bateria és massa baixa, cal escalfar-la.
Quan el vehicle es condueix amb força o es carrega ràpidament, es genera una gran quantitat de calor durant la càrrega i descàrrega de la bateria.Quan la temperatura de la bateria sigui massa alta, engegueu el compressor i el refrigerant de baixa temperatura flueix pel refrigerant a la canonada de refrigeració de l'intercanviador de calor de la bateria.El refrigerant de baixa temperatura flueix a la bateria per eliminar la calor, de manera que la bateria pot mantenir el millor rang de temperatura, la qual cosa millora considerablement la seguretat i la fiabilitat de la bateria durant l'ús del cotxe i escurça el temps de càrrega.
A l'hivern extremadament fred, a causa de la baixa temperatura, l'activitat de les bateries de liti es redueix, el rendiment de la bateria es redueix molt i la bateria no pot ser de descàrrega d'alta potència ni de càrrega ràpida.En aquest moment, engegueu l'escalfador d'aigua per escalfar el refrigerant al circuit de la bateria i el refrigerant d'alta temperatura escalfa la bateria.Assegura que el vehicle també pot tenir una capacitat de càrrega ràpida i un llarg rang de conducció en un entorn de baixa temperatura.
Control electrònic d'accionament elèctric i dissipació de calor de refrigeració de peces elèctriques d'alta potència
Els vehicles d'energia nova han aconseguit funcions d'electrificació integrals i el sistema d'alimentació de combustible s'ha canviat a un sistema d'energia elèctrica.La bateria d'alimentació emet una tensió de fins a 370 V CC per proporcionar energia, refrigeració i calefacció per al vehicle i subministrar energia a diversos components elèctrics del cotxe.Durant la conducció del vehicle, els components elèctrics d'alta potència (com ara motors, DCDC, controladors de motor, etc.) generaran molta calor.L'elevada temperatura dels aparells elèctrics pot causar avaria del vehicle, limitació de potència i fins i tot perills per a la seguretat.La gestió tèrmica del vehicle ha de dissipar la calor generada a temps per garantir que els components elèctrics d'alta potència del vehicle estiguin en el rang de temperatura de treball segur.
El sistema de control electrònic d'accionament elèctric G3 adopta la dissipació de calor de refrigeració líquida per a la gestió tèrmica.El refrigerant de la canonada del sistema d'accionament de la bomba electrònica flueix a través del motor i altres dispositius de calefacció per endur-se la calor de les peces elèctriques, i després flueix pel radiador a la reixa d'entrada davantera del vehicle i el ventilador electrònic s'encén per refredar el refrigerant d'alta temperatura.
Algunes reflexions sobre el desenvolupament futur de la indústria de la gestió tèrmica
Baix consum d'energia:
Per tal de reduir el gran consum d'energia causat per l'aire condicionat, l'aire condicionat amb bomba de calor ha rebut gradualment una gran atenció.Tot i que el sistema general de bomba de calor (que utilitza R134a com a refrigerant) té certes limitacions en l'entorn utilitzat, com ara una temperatura extremadament baixa (per sota de -10° C) no pot funcionar, la refrigeració en ambients d'alta temperatura no és diferent de l'aire condicionat normal dels vehicles elèctrics.Tanmateix, a la majoria de parts de la Xina, la temporada de primavera i tardor (temperatura ambient) pot reduir eficaçment el consum d'energia de l'aire condicionat, i la relació d'eficiència energètica és de 2 a 3 vegades la dels escalfadors elèctrics.
Baix soroll:
Després que el vehicle elèctric no tingui la font de soroll del motor, els usuaris poden queixar-se fàcilment del soroll generat pel funcionament del compressor i del ventilador electrònic frontal quan l'aire condicionat està encès per a la refrigeració.Els productes de ventilador electrònic eficients i silenciosos i els compressors de gran cilindrada ajuden a reduir el soroll causat pel funcionament alhora que augmenten la capacitat de refrigeració
Baix cost:
Els mètodes de refrigeració i calefacció del sistema de gestió tèrmica utilitzen principalment un sistema de refrigeració líquida, i la demanda de calor de la calefacció de la bateria i la calefacció de l'aire condicionat en ambients de baixa temperatura és molt gran.La solució actual és augmentar l'escalfador elèctric per augmentar la producció de calor, la qual cosa comporta un alt cost de les peces i un alt consum d'energia.Si hi ha un avenç en la tecnologia de les bateries per resoldre o reduir els durs requisits de temperatura de les bateries, aportarà una gran optimització en el disseny i el cost dels sistemes de gestió tèrmica.L'ús eficient de la calor residual generada pel motor durant la marxa del vehicle també ajudarà a reduir el consum d'energia del sistema de gestió tèrmica.Es tradueix a la reducció de la capacitat de la bateria, la millora de l'autonomia i la reducció del cost del vehicle.
Intel · ligent:
Un alt grau d'electrificació és la tendència de desenvolupament dels vehicles elèctrics, i els aparells d'aire condicionat tradicionals només es limiten a les funcions de refrigeració i calefacció per desenvolupar-se intel·ligentment.L'aire condicionat es pot millorar encara més al suport de big data basat en els hàbits del cotxe dels usuaris, com ara el cotxe familiar, la temperatura de l'aire condicionat es pot adaptar de manera intel·ligent a diferents persones després de pujar al cotxe.Enceneu l'aire condicionat abans de sortir perquè la temperatura del cotxe assoleixi una temperatura agradable.La sortida d'aire elèctrica intel·ligent pot ajustar automàticament la direcció de la sortida d'aire segons el nombre de persones al cotxe, la posició i la mida del cos.
Hora de publicació: Oct-20-2023