Elektrisõidukite soojusjuhtimise uurimistöö edenemine
Süsteemiintegratsiooni tehnoloogia
1. Sissejuhatus soojusjuhtimissüsteemi
Elektrisõidukite soojusjuhtimissüsteem arenes välja traditsioonilise kütusega sõidukite soojusjuhtimissüsteemist ning ka süsteemi konfiguratsioon on järk-järgult arenenud iga soojusjuhtimisahela suhtelisest sõltumatusest integreerimise suunas. Kuna mootori heitsoojust ära kasutada ei ole, on sõitjateruumi kütmiseks soojusallikaks vaja lisavarustust. Praegu kasutatakse elektrisõidukite küttemeetodite hulka positiivse temperatuuri koefitsiendiga (PTC) elektriküttekeha ja soojuspumbaga kliimaseadme küte.
1.1 Ühe jahutusega konditsioneer + PTC
PTC elektrisoojendi termistori takistus suureneb temperatuuri tõustes, mille tulemuseks on küttevõimsuse vähenemine, seega on PTC termistoril püsivad temperatuurinäitajad. Tänu PTC-küttesüsteemi lihtsale koostisele ja madalale hinnale kasutas enamik varasemaid elektrisõidukeid sõitjateruumi jahutus- ja küttevajaduse saavutamiseks ühejahutusega kliimaseadme jahutust ja PTC elektrisoojenduskütet. Joonis 1 on ühe jahutuskliimaseadme + PTC süsteemiskeem. Suvisel jahutamisel kasutatakse õhukanalisse paigutatud aurustit soojuse neelamiseks, et saavutada jahutuse eesmärk. Kütmiseks on kaks võimalust. Üks on paigutada PTC otse kliimaseadme karbi õhukanalisse, nagu on näidatud joonisel 1(a). Küttevajaduse korral lülitatakse PTC sisse ja soojendatavas õhukanalis olev õhk juhitakse sõitjateruumi; teine on Nagu on näidatud joonisel 1(b), soojendab vesi PTC külmutusagensit ja külmutusagens voolab õhukanalisse paigutatud sooja õhu südamikusse, soojendades kaudselt õhukanalis olevat õhku küttevajaduse rahuldamiseks.
1.2 Soojuspumbaga konditsioneer + PTC
Kuna PTC kasutab elektrikütet ja kütteefektiivsus on alla 1, võib see küttemeetod vähendada elektrisõidukite sõiduulatust 50%. Soojuspumpade teoreetiline kasutegur on suurem kui 1 ning arengutrendiks on saanud soojuspumpade kasutamine PTC kütte asemel.
Soojuspumba kliimaseade + PTC süsteem, mis kasutab elektromagnetilist neljasuunalist tagasikäiguventiili ja kolme soojusvahetit. Soojuspumba kliimaseade teostab süsteemi jahutuse, kütte, niiskuse eemaldamise, sulatamise ja muude režiimide ümberlülitamist klapi korpuse lüliti kaudu. Neljakäigulist tagasikäiguventiili on laialdaselt kasutatud kodumajapidamises kasutatavate kliimaseadmete valdkonnas. Selle kasutamine elektrisõidukite soojuspumbaga kliimaseadmetes võib hästi lahendada külmaaine ümberpööramise probleemi süsteemi jahutamisel ja soojendamisel, nagu on näidatud joonisel 2(a). Sellel süsteemilahendusel on vähem osi, lihtne struktuur ja madal hind. Kuid neljasuunalisel tagasikäiguventiilil on defekte, näiteks vase-alumiiniumi keevitusprotsess on keeruline ja kergesti korrodeeruv. Kõrge ja madala rõhu poolel on läbipuhutav gaas, mis mõjutab süsteemi jõudlust. Sõiduauto soojuspumbaga kliimaseadmetes kasutatakse enamasti kolme soojusvahetiga lahendust ühe välissoojusvahetiga ja kahe sisesoojusvahetiga ning režiimide vahetamine toimub mitme solenoidventiili kaudu, nagu on näidatud joonisel 2(b).
1.3 Soojuspumbaga konditsioneer + heitsoojuse taaskasutus + PTC
Meie riigis on suur territoorium ja selle üle suur temperatuuritsoon, mistõttu on vaja soojuspumbaga kliimaseadmete temperatuurivahemikku laiendada. Mootorite ja akude heitsoojus on talvel väärtuslik soojusallikas. Paljud tootjad ja teaduslikud uurimisasutused kaaluvad selle soojuse taaskasutamist täiendava soojusallikana, et laiendada soojuspumbaga kliimaseadmete kasutusvaldkonda.
Joonisel 3 on diagramm elektrisõiduki soojusjuhtimissüsteemist, mis kasutab soojuspumbaga kliimaseadet + heitsoojuse taaskasutamist + PTC-d. See süsteem suudab teostada selliseid funktsioone nagu reisijatesalongi jahutamine, küte, sulatamine, udu eemaldamine ja niiskuse eemaldamine, samuti võib see soojendada või jahutada akut ja ajamimootorit. Lisaks on võimalik saavutada akude ja ajamimootorite heitsoojuse taaskasutamine. Selle süsteemi tööpõhimõte on järgmine: sõitjateruumi jahutamise, soojendamise, niiskuse eemaldamise, sulatamise ja udu eemaldamise funktsioonid realiseeritakse külmutusagensi ahela solenoidklapi lülitikombinatsiooni kaudu; aurustiga paralleelselt ühendatud aku jahuti (Chiller) lisatakse külmutusagensi ahelasse. ), kui akul või ajamimootoril on jahutusnõuded, voolab külmutusagens läbi jahuti, et jahutada teisese ahela sekundaarset külmutusagensit; kui akul või ajamimootoril ei ole suurt soojuse hajumise vajadust, saab kolmekäigulise ventiili olekut lülitada sekundaarse külmutusagensi juhtimiseks. Voolu suund, soojus juhitakse sõiduki välisküljele läbi madala temperatuuriga radiaatori, et jahutada akut või ajamimootorit; kui aku vajab soojendamist, aktiveerib PTC kütte ja realiseerib küttefunktsiooni külmutusagensipoolse kolmekäigulise ventiili reguleerimise kaudu; kui keskkond Kui temperatuur on madal, ei saa soojuspumba kliimaseadet kasutada ja aku või ajami mootor peab soojust hajutama, sekundaarne külmutusagens neelab soojuse, mida ta vajab hajutamiseks aku või ajami mootori poolel, voolab läbi kolme -tee ventiil läbi jahuti ja vahetab soojuse külmutusagensi poolele. Sõitjateruumi soojendamine laiendab süsteemi töötemperatuuri vahemikku ja parandab süsteemi energiatõhusust.
