Soojuspumba integreeritud soojusjuhtimissüsteemi uurimine
puhtalt elektrilistele tarbesõidukitele
1. Traditsiooniline soojusjuhtimissüsteem
Peamiste soojusallikate jaoks mõeldud puhaste elektriliste tarbesõidukite projekteerimisel tavaliselt kasutatavad soojusjuhtimissüsteemid hõlmavad akusüsteemi soojusjuhtimist (BTMS), kliimaseadme soojusjuhtimist ja mootori elektroonilise juhtimissüsteemi soojusjuhtimist. Traditsiooniline detsentraliseeritud soojusjuhtimissüsteem seisneb selles, et aku, kliimaseadme ja mootori elektroonilise juhtimissüsteemi kolm silmust on üksteisest sõltumatud. Igal neist on täielik temperatuuri reguleerimise süsteem ja torujuhtmesüsteem. Seetõttu on auto töötamise ajal teatud süsteemi elektriküttesüsteem. Samal ajal ei kasutata täielikult ära mõne teise komponendi või süsteemi välist soojuse hajumise energiat, mis mitte ainult ei põhjusta energia raiskamist, vaid kahjustab ka energiasäästu ja keskkonnakaitset. Teisest küljest on kogu soojusjuhtimissüsteemi madala integratsioonitaseme tõttu torustikud keerukad, osade arv on kõrge, maksumus on kõrge ja sõiduki kvaliteet on raske. See kiirendab ka aku tarbimist sõiduki töötamise ajal ja lühendab sõiduki eluiga. Sõidukilometraažil on märkimisväärne mõju sõiduki ökonoomsusele.
2. Soojuspumba tüüpi integreeritud soojusjuhtimissüsteem
Integreeritud soojusjuhtimissüsteemide baasil, et paremini vastata akude kõrge temperatuuritundlikkusele, kasvab puhtalt elektriliste tarbesõidukite soojusjuhtimise keerukus ja täiustamine jätkuvalt ning lisanduvad mõned uuenduslikud rakendused, näiteks soojuspumbad Tehnoloogia on üks neist. Soojuspump ise soojust ei tooda, vaid on lihtsalt soojuse kandja. Põhinedes vastupidise Carnot' tsükli põhimõttel (joonis 1), kasutab see seadme käitamiseks väikest kogust elektrienergiat, tsirkuleerib töökeskkonda varjatud faasis ning neelab, surub kokku ja soojendab madala kvaliteediga soojusenergiat enne selle kasutamist. Soojuspumba põhikomponentide hulka kuuluvad külmutusagens, kompressor, kondensaator, paisuventiil ja aurusti. Tegemist on suletud ahelaga, milles keskkonda, külmutusagensit/külmaainet, ahelas pidevalt kokku surutakse ja paisutakse. Iga kord, kui seda kokku surutakse ja paisutatakse (st iga töötsükkel), "ekstrakteerib" külmutusagens soojust madala temperatuuriga keskkonnast ja kannab selle üle kõrge temperatuuriga keskkonda. Õhku ei kasutata külmutusagensina, kuigi see ei tekita saastet ja on tasuta, kuna selle soojuslik kasutegur tsükli kohta on üsna madal. Tegelik külmutusagens on vedelik, mis soojuse neelamisel aurustub ja soojust hajutades kondenseerub. Vedeliku vormi muutmise protsess võib igas töötsüklis oluliselt parandada soojuslikku efektiivsust. Soojuspumbasüsteemil on kaks töörežiimi: jahutus ja küte. Soojuspumba tehnoloogia integreerimisel integreeritud soojusjuhtimissüsteemidega saab välja töötada uusi soojuspumba tüüpi integreeritud soojusjuhtimissüsteeme. Seda tehnoloogiat kasutav soojuspumba kliimaseade kasutab elektrilist kliimaseadme kompressorit ja kasutab külmutustsükli pöörduvaid omadusi, et integreerida külmutus ja küte. Selle eelisteks on hea mitmekülgsus, kompaktne struktuur, kõrge efektiivsus, energiasääst ja keskkonnakaitse ning sellest on saanud uut tüüpi sõiduki kliimaseade. trend. Talvistes küttetingimustes võib COP (toimivuskoefitsient) ulatuda 2 kuni 4-ni. Energiatõhusus on kordades suurem kui puhaste elektrisõidukite valdkonnas tavaliselt kasutataval PTC küttesüsteemil, mis võib tõhusalt pikendada sõiduulatust rohkem kui 20%. Praegused soojuspumbasüsteemide tüübid hõlmavad peamiselt otsesoojuspumbaga kliimaseadmeid, kaudse soojuspumbaga kliimaseadmeid ning õhku täiendavaid ja entalpiat suurendavaid otsesoojuspumbaga kliimaseadmeid. Nagu on näidatud joonisel 2, saab neid kasutada kütmiseks ja jahutamiseks. Tavapäraselt öeldes võib neljasuunalise tagasilöögiklapi kasutamine soojuspumbasüsteemis vahetada soojuspumbaga kliimaseadme aurusti ja kondensaatori funktsioone ning muuta soojusülekande suunda, saavutades seeläbi jahutuse efekti suvel ja talvel küte.
3. Soojuspumba integreeritud soojusjuhtimissüsteemi eelised ja puudused
Peamised eelised on: 1) Tugev süsteemiintegratsioon: mitu soojusjuhtimise alamsüsteemi on integreeritud ühte süsteemi, et saavutada ühtne juhtimine ja optimeerimine; see aitab vähendada süsteemi keerukust ja parandada juhtimise tõhusust. 2) Energiatõhusus Iga komponendi temperatuuri ja soojusvoogu täpselt reguleerides saab energiat tõhusamalt kasutada ja energiatarbimist vähendada. 3) Arukas juhtimine: tavaliselt varustatud täiustatud andurite ja juhtimissüsteemidega, mis suudavad intelligentse juhtimise saavutamiseks süsteemi tööolekut reaalajas jälgida ja reguleerida. 4) Keskkonna kohanemisvõime: tööstrateegiat saab automaatselt kohandada vastavalt keskkonnatingimustele, et parandada süsteemi kohanemisvõimet ja stabiilsust. 5) Paigaldamine ja hooldus: integreeritud soojusjuhtimissüsteemil on kompaktne struktuur ja seda on lihtne paigaldada.
Peamised puudused on järgmised: 1) kõrge tehniline raskus: tuleb integreerida mitu alamsüsteemi, tehniline raskus on suhteliselt kõrge ja vaja on professionaalset tehnilist tuge. 2) Suur alginvesteering: kuna integreeritud soojusjuhtimine nõuab mitme alamsüsteemi integreerimist, on alginvesteering suhteliselt suur. 3) Suured hoolduskulud: süsteemi suure keerukuse tõttu on ka integreeritud soojusjuhtimise hoolduskulud suhteliselt suured. Kokkuvõtteks võib öelda, et soojuspumba integreeritud soojusjuhtimisel, mille eesmärk on parandada sõiduki kõikehõlmavat jõudlust, integreeritud disaini optimeerimise standardit ning mitme süsteemi koordineeritud juhtimise ja üldise juhtimise vahendeid, on energiakasutuse tõhususe osas suured eelised, intelligentne. juhtimine, keskkonnaga kohanemisvõime ja pikaajaline tulemuslikkus. Sellel on olulisi eeliseid eluea ja muude aspektide osas ning need eelised on üldine suundumus sõidukite soojusjuhtimise arendamisel tulevikus.
