Siden 2014 har elbilindustrien gradvis blitt populær. Blant annet har termisk styring av elbiler blitt populært. Rekkevidden til elbiler avhenger ikke bare av batteriets energitetthet, men også av kjøretøyets termiske styringssystemteknologi. Batteriets termiske styringssystem har også blitt populært.erfaringstartet en prosess fra bunnen av, fra forsømmelse til oppmerksomhet.
Så i dag, la oss snakke omtermisk styring av elektriske kjøretøy, hva administrerer de?
Likheter og forskjeller mellom termisk styring av elektriske kjøretøy og tradisjonell termisk styring av kjøretøy
Dette punktet er satt på førsteplass fordi omfanget, implementeringsmetodene og komponentene i termisk styring har endret seg kraftig etter at bilindustrien har gått inn i den nye energiæraen.
Det er ikke nødvendig å si mer om den termiske styringsarkitekturen til tradisjonelle drivstoffkjøretøyer her, og profesjonelle lesere har vært veldig tydelige på at tradisjonell termisk styring hovedsakelig inkluderertermisk styringssystem for klimaanlegg og det termiske styringssystemet til drivlinjen.
Den termiske styringsarkitekturen til elbiler er basert på den termiske styringsarkitekturen til drivstoffkjøretøy, og kombinerer det elektroniske termiske styringssystemet til den elektriske motoren og batteriets termiske styringssystem. I motsetning til drivstoffkjøretøy er elbiler mer følsomme for temperaturendringer. Temperatur er en nøkkelfaktor for å bestemme sikkerhet, ytelse og levetid, og termisk styring er et nødvendig middel for å opprettholde riktig temperaturområde og ensartethet. Derfor er batteriets termiske styringssystem spesielt kritisk, og batteriets termiske styring (varmeavledning/varmeledning/varmeisolering) er direkte relatert til batteriets sikkerhet og konsistensen av strømmen etter langvarig bruk.
Så, når det gjelder detaljer, er det hovedsakelig følgende forskjeller.
Ulike varmekilder for klimaanlegg
Klimaanlegget til en tradisjonell drivstoffbil består hovedsakelig av kompressor, kondensator, ekspansjonsventil, fordamper, rørledning og annet.komponenter.
Ved kjøling blir kjølemediet tilført av kompressoren, og varmen i bilen fjernes for å redusere temperaturen, som er prinsippet bak kjøling. Fordikompressoren fungerer må drives av motoren, vil kjøleprosessen øke belastningen på motoren, og dette er grunnen til at vi sier at sommerklimaanlegget koster mer olje.
For tiden brukes nesten all oppvarming av kjøretøy til å bruke varme fra motorens kjølevæske – en stor mengde spillvarme generert av motoren kan brukes til å varme opp klimaanlegget. Kjølevæsken strømmer gjennom varmeveksleren (også kjent som vanntanken) i varmluftsystemet, og luften som transporteres av viften varmeveksles med motorens kjølevæske, og luften varmes opp og sendes deretter inn i bilen.
I kalde omgivelser må imidlertid motoren gå lenge for å heve vanntemperaturen til riktig temperatur, og brukeren må tåle kulden lenge i bilen.
Oppvarming av nye energibiler er hovedsakelig avhengig av elektriske varmeovner, elektriske varmeovner har vindvarmere og varmtvannsberedere. Prinsippet for luftvarmeren ligner på hårføneren, som varmer opp sirkulasjonsluften direkte gjennom varmeplaten, og dermed gir varm luft til bilen. Fordelen med vindvarmeren er at oppvarmingstiden er rask, energieffektivitetsforholdet er litt høyere, og oppvarmingstemperaturen er høy. Ulempen er at oppvarmingsvinden er spesielt tørr, noe som gir en følelse av tørrhet i menneskekroppen. Prinsippet for varmtvannsberederen ligner på den elektriske varmtvannsberederen, som varmer opp kjølevæsken gjennom varmeplaten, og høytemperaturkjølevæsken strømmer gjennom varmluftkjernen og varmer deretter opp sirkulasjonsluften for å oppnå innvendig oppvarming. Oppvarmingstiden til varmtvannsberederen er litt lengre enn for luftvarmeren, men den er også mye raskere enn for drivstoffbilen, og vannrøret har varmetap i lavtemperaturmiljøer, og energieffektiviteten er litt lavere. Xiaopeng G3 bruker varmtvannsberederen nevnt ovenfor.
Enten det er vindvarme eller varmtvannsbereder, for elektriske kjøretøy trengs batterier for å levere strøm, og mesteparten av strømmen forbrukes iklimaanlegg oppvarming i miljøer med lav temperatur. Dette resulterer i redusert rekkevidde for elbiler i miljøer med lav temperatur.
Sammenlignmed Problemet med langsom oppvarmingshastighet for drivstoffkjøretøy i miljøer med lav temperatur, bruk av elektrisk oppvarming for elektriske kjøretøy kan forkorte oppvarmingstiden betraktelig.
Termisk håndtering av strømbatterier
Sammenlignet med motorens termiske styring i drivstoffkjøretøyer, er kravene til termisk styring i elektriske kjøretøys strømforsyningssystemer strengere.
Fordi det beste driftstemperaturområdet for batteriet er svært lite, kreves det vanligvis at batteritemperaturen ligger mellom 15 og 40° C. Imidlertid er den omgivelsestemperaturen som vanligvis brukes av kjøretøy -30~40° C, og kjøreforholdene til faktiske brukere er komplekse. Termisk styring må effektivt identifisere og bestemme kjøretøyenes kjøreforhold og batterienes tilstand, og utføre optimal temperaturkontroll, og strebe etter å oppnå en balanse mellom energiforbruk, kjøretøyets ytelse, batteriytelse og komfort.
For å lindre angsten for rekkevidde blir batterikapasiteten til elbiler stadig større, og energitettheten blir stadig høyere. Samtidig er det nødvendig å løse motsetningen med for lang ventetid for ladere for brukere, og hurtiglading og superhurtiglading ble til.
Når det gjelder termisk styring, fører hurtiglading med høy strøm til større varmeutvikling og høyere energiforbruk for batteriet. Når batteritemperaturen blir for høy under lading, kan det ikke bare forårsake sikkerhetsrisikoer, men også føre til problemer som redusert batterieffektivitet og akselerert batterilevetid. Utformingen avtermisk styringssystemer en tøff prøve.
Termisk styring av elektriske kjøretøy
Justering av komfort for passasjerer i kupeen
Det termiske innemiljøet i kjøretøyet påvirker direkte komforten til passasjerene. Kombinert med den sensoriske modellen av menneskekroppen er studiet av strømning og varmeoverføring i førerhuset et viktig middel for å forbedre kjøretøyets komfort og ytelse. Fra karosseristrukturdesign, fra klimaanleggets utløp, kjøretøyets glass påvirket av sollysstråling og hele karosseridesignet, kombinert med klimaanlegget, vurderes effekten på passasjerkomforten.
Når man kjører et kjøretøy, bør brukerne ikke bare oppleve kjørefølelsen som følge av kjøretøyets sterke kraftuttak, men også komforten i kupeen er en viktig del.
Justeringskontroll for driftstemperatur på batteri
Batterier vil støte på mange problemer under bruk, spesielt ved batteritemperatur. Litiumbatterier vil redusere strømforbruket alvorlig i miljøer med ekstremt lav temperatur. I miljøer med høy temperatur er det en sikkerhetsrisiko. Bruk av batterier i ekstreme tilfeller vil sannsynligvis skade batteriet, noe som reduserer batteriets ytelse og levetid.
Hovedformålet med termisk styring er å sørge for at batteripakken alltid fungerer innenfor riktig temperaturområde for å opprettholde batteripakkens beste driftstilstand. Batteriets termiske styringssystem omfatter hovedsakelig tre funksjoner: varmespredning, forvarming og temperaturutjevning. Varmespredning og forvarming justeres hovedsakelig for den mulige påvirkningen av den ytre miljøtemperaturen på batteriet. Temperaturutjevning brukes til å redusere temperaturforskjellen i batteripakken og forhindre rask nedbrytning forårsaket av overoppheting av en bestemt del av batteriet.
Batterivarmestyringssystemene som brukes i elbiler som nå er på markedet, er hovedsakelig delt inn i to kategorier: luftkjølte og væskekjølte.
Prinsippet omluftkjølt termisk styringssystem er mer som datamaskinens varmespredningsprinsipp, en kjølevifte er installert i den ene delen av batteripakken, og den andre enden har en ventil som akselererer luftstrømmen mellom batteriene gjennom viftens arbeid, for å fjerne varmen som avgis fra batteriet når det er i drift.
For å si det rett ut, er luftkjøling å legge til en vifte på siden av batteripakken, og kjøle ned batteripakken ved å blåse viften, men vinden som blåses av viften vil bli påvirket av eksterne faktorer, og effektiviteten til luftkjølingen vil bli redusert når utetemperaturen er høyere. Akkurat som å blåse en vifte ikke gjør deg kjøligere på en varm dag. Fordelen med luftkjøling er enkel struktur og lav kostnad.
Væskekjøling fjerner varmen som genereres av batteriet under arbeid gjennom kjølevæsken i kjølevæskerøret inne i batteripakken for å oppnå en effekt av å redusere batteritemperaturen. Ut fra den faktiske brukseffekten har det flytende mediet en høy varmeoverføringskoeffisient, stor varmekapasitet og raskere kjølehastighet, og Xiaopeng G3 bruker et væskekjølesystem med høyere kjøleeffektivitet.
Enkelt sagt er prinsippet for væskekjøling å plassere et vannrør i batteripakken. Når temperaturen på batteripakken er for høy, helles kaldt vann i vannrøret, og varmen tas bort av kaldt vann for å kjøle den ned. Hvis temperaturen på batteripakken er for lav, må den varmes opp.
Når kjøretøyet kjøres kraftig eller lades raskt, genereres det en stor mengde varme under lading og utlading av batteriet. Når batteritemperaturen er for høy, slå på kompressoren, og lavtemperaturkjølemiddelet strømmer gjennom kjølevæsken i kjølerøret til batteriets varmeveksler. Lavtemperaturkjølevæsken strømmer inn i batteripakken for å fjerne varmen, slik at batteriet kan opprettholde det beste temperaturområdet, noe som forbedrer batteriets sikkerhet og pålitelighet betraktelig under bruk av bilen og forkorter ladetiden.
I ekstremt kalde vintermåneder, på grunn av lave temperaturer, reduseres litiumbatterienes aktivitet, batteriets ytelse reduseres kraftig, og batteriet kan ikke lades ut med høy effekt eller lades raskt. Slå på varmtvannsberederen for å varme opp kjølevæsken i batterikretsen, og den høye temperaturen på kjølevæsken varmer opp batteriet. Dette sikrer at kjøretøyet også kan lade raskt og ha lang rekkevidde i lave temperaturer.
Elektrisk drivelektronisk kontroll og varmeavledning med høy effekt for elektriske deler
Nye energikjøretøyer har oppnådd omfattende elektrifiseringsfunksjoner, og drivstoffsystemet er endret til et elektrisk kraftsystem. Batteriets effektutgang er opptil370V DC-spenning for å gi strøm, kjøling og oppvarming til kjøretøyet, og forsyne ulike elektriske komponenter i bilen med strøm. Under kjøring av kjøretøyet vil elektriske komponenter med høy effekt (som motorer, DCDC, motorstyringer osv.) generere mye varme. Høy temperatur på strømforsyninger kan forårsake bilsvikt, effektbegrensning og til og med sikkerhetsfarer. Kjøretøyets termiske styring må avlede den genererte varmen i tide for å sikre at de elektriske komponentene med høy effekt i kjøretøyet er innenfor det trygge driftstemperaturområdet.
G3 elektrisk drivsystem bruker væskekjølende varmespredning for termisk styring. Kjølevæsken i rørledningen til det elektroniske pumpens drivsystem strømmer gjennom motoren og andre varmeenheter for å lede bort varmen fra de elektriske delene, og strømmer deretter gjennom radiatoren ved kjøretøyets fremre inntaksgitter, og den elektroniske viften slås på for å kjøle ned kjølevæsken med høy temperatur.
Noen tanker om den fremtidige utviklingen av termisk styringsindustri
Lavt energiforbruk:
For å redusere det store strømforbruket forårsaket av klimaanlegg, har varmepumpe-klimaanlegg gradvis fått stor oppmerksomhet. Selv om det generelle varmepumpesystemet (som bruker R134a som kjølemiddel) har visse begrensninger i det miljøet som brukes, for eksempel ekstremt lav temperatur (under -10° C) kan ikke fungere, kjøling i høytemperaturmiljø er ikke forskjellig fra vanlig klimaanlegg i elektriske kjøretøy. I de fleste deler av Kina kan imidlertid vår- og høstsesongen (omgivelsestemperatur) effektivt redusere energiforbruket til klimaanlegg, og energieffektivitetsforholdet er 2 til 3 ganger høyere enn for elektriske varmeovner.
Lav støy:
Etter at det elektriske kjøretøyet ikke har støykilden fra motoren, vil støyen som genereres av driften avkompressorenog den elektroniske viften foran når klimaanlegget er slått på for kjøling, er lett å få fra brukerne. Effektive og stillegående elektroniske vifteprodukter og store kompressorer bidrar til å redusere støyen forårsaket av drift samtidig som de øker kjølekapasiteten.
Lav kostnad:
Kjøle- og oppvarmingsmetodene i termiske styringssystemer bruker hovedsakelig flytende kjølesystemer, og varmebehovet for batterioppvarming og klimaanleggoppvarming i lave temperaturer er svært stort. Den nåværende løsningen er å øke den elektriske varmeren for å øke varmeproduksjonen, noe som fører til høye delekostnader og høyt energiforbruk. Hvis det skjer et gjennombrudd innen batteriteknologi for å løse eller redusere de tøffe temperaturkravene til batterier, vil det føre til stor optimalisering i design og kostnader for termiske styringssystemer. Effektiv bruk av spillvarmen som genereres av motoren under kjøring av kjøretøyet, vil også bidra til å redusere energiforbruket til termiske styringssystemer. Oversatt til slutt reduseres batterikapasiteten, forbedres rekkevidden og kjøretøykostnadene reduseres.
Intelligent:
En høy grad av elektrifisering er utviklingstrenden for elbiler, og tradisjonelle klimaanlegg er bare begrenset til kjøle- og varmefunksjoner for å utvikles intelligent. Klimaanlegget kan forbedres ytterligere for å støtte stordata basert på brukerens bilvaner, for eksempel familiebil, og temperaturen på klimaanlegget kan intelligent tilpasses forskjellige personer etter at de har satt seg i bilen. Slå på klimaanlegget før du går ut, slik at temperaturen i bilen når en behagelig temperatur. Det intelligente elektriske luftuttaket kan automatisk justere retningen på luftuttaket i henhold til antall personer i bilen, posisjonen og størrelsen på kroppen.
Publisert: 20. oktober 2023