Soojusjuhtimissüsteemide tehnilised nõuded
Pure Electric Vehicles jaoks
Puhtalt elektrisõidukite kliimaseadme külm-, soojusallikas ja muud energiaallikad pärinevad kõik akusüsteemist. Puhtalt elektrisõidukite puhul ei mõjuta kliimaseade otseselt mitte ainult sõidumugavust, vaid ka sõiduulatust.
Puhtalt elektrisõiduki kliimaseade ei pea pakkuma ainult jahutus-/küttefunktsioone, vaid arvestama ka süsteemi energiatarbimisega, suurendades seeläbi selle keerukust. Tänu võimsuse tüübi muutusele on elektrisõidukite kliimaseadmetes kasutataval elektrilisel spiraalkompressoril oluliselt paranenud väärtus ja mahuline efektiivsus võrreldes traditsiooniliste kompressoritega. Praegu kasutavad elektrisõidukid kütteks eelkõige PTC-küttekehasid, mis talvel oluliselt vähendab sõiduulatust. Tulevikus on eeldatavasti järk-järgult kasutusele võetud kõrgema kütteefektiivsusega soojuspumbaga kliimaseadmed.
Uute energiasõidukite soojusjuhtimissüsteem peab vastama salongi kliimaseadmete (jahutus, küte, udu eemaldamine jne), akuploki temperatuuri reguleerimise ning mootori ja kontrolleri soojuse hajumise nõuetele. Tuginedes sõiduki tervikliku energiahalduse, kompaktsuse ja kerge disaini nõuetele, arenevad autode soojusjuhtimissüsteemid järk-järgult sõidukite integreeritud soojusjuhtimise suunas.
Laias laastus hõlmavad autode soojusjuhtimissüsteemid peamiselt mootori jahutussüsteeme, kliimaseadmeid ja aku soojusjuhtimissüsteeme. Funktsionaalselt on see jagatud kaheks põhikomponendiks: mootoriruumi soojussüsteem ja salongi soojussüsteem, millel on kolm põhitsüklit: mootoritsükkel, kliimaseadme tsükkel ja vahejahuti tsükkel. Mootori jahutustsükkel on suhteliselt lihtne, sealhulgas mootor, radiaator, termostaat ja veepump. Konditsioneeri tsükkel koosneb peamiselt kondensaatorist, kompressorist ja paisuventiilist. Turboülelaaduriga vahejahuti süsteemi ülesanne on suurendada mootori sisselaskeõhu mahtu, et parandada selle võimsusomadusi. Probleem on selles, et turbolaaduri poolt survestatud õhu temperatuur on väga kõrge; otse mootorisse sisenemine kiirendaks mootori määrdeõli vananemist, mistõttu peaks vahejahuti alandama sisselaskeõhu temperatuuri.
1) Kliimaseade: traditsioonilised bensiinimootoriga sõidukid kasutavad kliimaseadmeks{1}}mootoriga töötavat kompressorit, samas kui uued energiasõidukid saavad kasutada ainultelektrilised kompressorid. Bensiinimootoriga sõidukite puhul on kliimaseade ja mootori jahutusprotsess suhteliselt sõltumatud, samas kui uutel energiasõidukitel on kolm-elektrilist jahutussüsteemi tihedalt seotud, jagades üldiselt külmaallikat aku jahutussüsteemiga. Bensiinimootoriga sõidukites toimib soojusallikana mootor, mis kasutab kütteks veeringlust veepumpa. Praegu kasutab enamik uusi energiasõidukeid elektrikütet, kuid tulevikutrend on energiatõhusamate-soojuspumbaga kliimaseadmete poole.
(2) Aku soojusjuhtimine:Toiteakude optimaalne töötemperatuuri vahemik on 20–30 kraadi. Madalatel temperatuuridel on aku mahutavus väiksem ja laadimise/tühjenemise jõudlus kehv; kõrgel temperatuuril lüheneb aku tööiga ja liiga kõrge temperatuur võib põhjustada isegi ohutusprobleeme, näiteks plahvatusi. Mitu akuelementi on ühendatud järjestikku ja paralleelselt, et moodustada akupakk ning laadimisel ja tühjenemisel tekkiv soojus mõjutab üksteist. Toiteaku hoidmine mõistlikus temperatuurivahemikus nõuab keerukat aku soojusjuhtimissüsteemi.
(3) Mootori ja elektroonilise juhtimissüsteemi soojusjuhtimine: uute energiasõidukite mootoritel ja elektroonilistel juhtkomponentidel on töö ajal kõrged soojuse hajumise nõuded ja tavaliselt on vaja aktiivset jahutamist. Need komponendid nõuavad sageli ainult jahutusseadmeid.
