Uue energiaga sõidukite soojusjuhtimine
ⅠUus energiasõiduki soojusjuhtimine
Sõidukite soojusjuhtimise komponendid
Uute energiasõidukite jahutussüsteem koosneb üldjuhul kolmest osast: aku jahutuse tsirkulatsioonisüsteem, mootoriga elektrooniliselt juhitav jahutusringlussüsteem ja kliimaseadme sooja õhu tsirkulatsioonisüsteem. PHEV mudelitel on ka täiendav mootori jahutuse tsirkulatsioonisüsteem. Aku tsirkulatsioonisüsteem soojendab peamiselt akut. Või jahutus, mootori tsirkulatsioonisüsteem jahutab peamiselt ajamimootorit ja CIDD-d (drive engine controller) ning kliimaseade ja küttesüsteem soojendab või jahutab peamiselt sõitjateruumi. Peamised funktsionaalsed komponendid on elektrooniline veepump, kolmekäiguline solenoidklapp, kahesuunaline solenoidklapp, PTC, soojusvaheti, vedelgaasi eraldaja, radiaator, paisuveekeetja, jahutustorustik ja mitmesugused fikseeritud klambrid jne.[5] Toiteallikana kasutatakse elektroonilist veepumpa, jahutusvedelik on keskkond ja solenoidklapp juhib voolu suunda, et muuta jahutusaine voolab läbi radiaatori ja jahutatud korpuse mööda torujuhet, hajudes ja jahutades soojusvahetuse kaudu, nii et funktsionaalsete osade töötemperatuur püsiks alati ideaalses töövahemikus, maksimeerides selle jõudlust. Kas see on puhas elektrisõiduk või hübriid Aku soojusjuhtimise tsükkel on sõiduki mudelist olenevalt muudest süsteemidest sõltumatu. Peamine põhjus seisneb selles, et akupaketi normaalne töötemperatuuri vahemik on teiste süsteemide omast üsna erinev. Aku töötemperatuur ei tohi üldjuhul ületada 35 kraadi, samas kui ajami mootor töötab sageli. Umbes 55 kraadi juures on mootori töötemperatuuri vahemik umbes 95 kraadi, seega peab iga vooluahel töötama iseseisvalt.
Erinevused traditsioonilisest auto soojusjuhtimisest
Traditsiooniliste autode soojusjuhtimine on lihtne, ilma keerukate juhtimis- ja komponentsüsteemideta. Selle eesmärk on ainult tagada, et mootori temperatuur töötaks alati ideaalses vahemikus ja kaassõitja jaoks
Vajaliku soojuse tagab salong mootori töö käigus tekkiva heitsoojuse abil, ilma lisavõimsust tarbimata [1]. Uute energiasõidukite ja traditsiooniliste sõidukite süsteemistruktuuris on suur erinevus. Süsteemi komponendid on paigutatud kogu sõidukile. Suurenenud on ka paigaldusnõuded, mis nõuavad suuremat ruumi salongis. Erinevat tüüpi uutel energiasõidukitel on erinevad omadused; puhtalt elektrisõidukite puhul puudub mootor jahutusvedeliku tsirkulatsiooni jõuallikana ja mootorist ei tule heitsoojust. Seda saab kasutada. Hübriidsõidukite puhul ei saa mootor oma erilise juhtimisstrateegia tõttu anda voolu jahutusvedeliku tsirkuleerimiseks, kui see ei tööta, ega ka sõitjateruumi vajalikku soojusallikat reaalajas. Seetõttu on turul uute energiasõidukite soojusjuhtimissüsteemid konstrueeritud sõltumatu elektroonilise veepumbaga, et tagada jahutusvedeliku ringlus. Soe õhk kasutab tavaliselt elektrikütet. Sõltumatu elektriküte PTC on ette nähtud jahutusvedeliku soojendamiseks ja seejärel suunatakse jahutusvedelik ümber. Autos olev kuumaveepaak soojendab sõitjateruumi, mis on praegu tavapärane meetod; on ka meetod, mis soojendab otse aurusti kasti läbiva õhu ja puhub läbi ventilaatori soojuse autosse. See meetod on praegu äärmiselt populaarne, kuna see hõlmab autos ohutust. Kasutage säästlikult.
ⅡAku soojusjuhtimissüsteemide tüübid
Erinevad aku soojusjuhtimismeetodid hõlmavad erinevaid osade numbreid, struktuure ja paigutusi. Erinevat tüüpi soojusjuhtimissüsteemid valitakse sõiduki arenduskulude, sõiduki massi ja paigutuse ruumivajaduse põhjal. Selle peamised tehnoloogiad on Viit tüüpi marsruute:
Otsese jahutuse tüüp
Aku otsejahutustehnoloogiaks nimetatud otsejahutussüsteemil on aku sees sisseehitatud jahutusaurusti, mis on torujuhtmete kaudu ühendatud kliimaseadmega. Kui akut on vaja jahutada, kasutatakse kompressorit, mis suunab kokkusurutud külmutusagensi aku sees olevasse aurustisse ja võtab seejärel aku ära. Sisemine soojus saavutab jahutava efekti. Süsteemi eelisteks on kompaktne struktuur, hea jahutusefekt, väike osade arv (vaja on ainult ühte sisselaske- ja väljalaske-jahutustorustikku) ja kerge kaal. Selle süsteemi puuduseks on aga see, et see ei suuda anda energiat miinuskraadides madalatel temperatuuridel. Aku soojendamisel ja jahutamisel tekkiva kondensvee eest puudub kaitse ning külmutusagensi temperatuuri ühtlust on raske kontrollida. Külmutussüsteemil on lühike eluiga ja madal töökindlus. Sageli esineb selliseid tõrkeid nagu külmutusagensi leke ja ebapiisav jahutusvõimsus. See on hetkel uusim. Aku jahutustehnoloogia on suhteliselt madala küpsusastmega ja seda on rakendatud turul olevates masstoodangu mudelites, nagu BYD ja Tesla. Nagu on näidatud joonisel 1, on see tulevikus peamine tehnoloogiatee.
Radiaatori vesijahutuse tüüp
Radiaatori jahutusahel on iseseisev vooluring, mis koosneb radiaatorist, elektroonilisest veepumbast, küttekehast jne, mille keskkonnaks on antifriis. Antifriis väljub radiaatorist, läbib küttekeha, seejärel akusse ja lõpuks naaseb radiaatorisse. Seda tsüklimeetodit kasutatakse aku jahutamiseks ja soojendamiseks. Süsteemil on lihtne struktuur, madal hind ja selle eeliseks on energiasäästlikkus madala temperatuuriga keskkondades aastaringselt. Süsteemi soojuse hajumise efektiivsus on aga madal ja veetemperatuur on suvel kõrge temperatuuriga kliimas kõrge, mistõttu see ei vasta kõrge temperatuuriga keskkonna nõuetele. Kasutustingimuste kohta vaata joonist 2.
Otsese jahutusega vesijahutuse tüüp
See süsteem ühendab otsejahutuse ja vesijahutuse ning ühendab kliimaseadme ja vesijahutussüsteemi läbi akujahuti Chiller (mida nimetatakse ka soojusvahetiks). See süsteem väldib kahe esimese jahutusmeetodi puudusi ja on hetkel kõige arenenum jahutussüsteem. Üks sagedamini kasutatavaid aku soojusjuhtimissüsteeme. Süsteemi komponente on rohkem kui kaks esimest, süsteem on keerulisem ja vajalik osade paigutusruum on suhteliselt suur. Kompressori koormus on töö ajal suur, mis kulutab kogu sõiduki jaoks palju energiat ega ole ökonoomne. Lisaks ei saa aku jahutusvajadust maksimaalsel määral rahuldada, kui osa kliimaseadmest ebaõnnestub, vt joonis 3.
Vesijahutusega hübriidtüüp
See süsteem põhineb otsejahutusvesi jahutussüsteemil ja lisab radiaatori vesijahutussüsteemi. Need kaks on paigutatud paralleelsetesse ahelatesse. Solenoidklapi juhtimisega kasutatakse aku jahutamiseks erinevates tingimustes erinevaid ahelaid. Madala temperatuuriga keskkondades peab töötama ainult radiaatori vesijahutussüsteem. Kõrge temperatuuriga keskkonnas lülituge otsejahutusvesi jahutussüsteemile. Karmides töötingimustes saavad kaks süsteemi töötada samaaegselt ning aku saab ka maksimaalse jahutusvõimsuse, mis võib põhimõtteliselt katta kõik kasutuskeskkonnad. ｡See jahutussüsteem on äärmiselt keerukas, kõrge hinnaga, vajab palju sõiduki paigutusruumi ja süsteemi juhtimisstrateegia on keeruline. Stabiilsus ja usaldusväärsus on väljakutse. Seda süsteemi kasutatakse ka enamikes turul olevates hübriid-PHEV-mudelites ja sellel on küpsenud tehnoloogia, vt joonis 4.
Õhkjahutuse tüüp
See süsteem juhib külma õhu otse sõitjateruumi jahutusest toru kaudu akusse ja kasutab külma õhku aku õhkjahutamiseks. Selle süsteemi eelised on lihtne struktuur, reguleeritav külma õhu temperatuur ja süsteemi madal hind. Sellel on aga ka otsejahutussüsteemi puudused. , süsteemil pole küttefunktsiooni ja aku pinnale tekkivat kondensvett ei ole lihtne kuivatada ning aku sees on korrosiooni- ja saastumise oht. Seda tüüpi soojusjuhtimise meetodit üldiselt ei soovitata, vt joonis 5
