З 2014 года індустрыя электрамабіляў паступова набірае абароты. Сярод іх паступова набірае абароты і ў сістэме цеплавога кіравання электрамабілямі. Паколькі запас ходу электрамабіля залежыць не толькі ад шчыльнасці энергіі акумулятара, але і ад тэхналогіі сістэмы цеплавога кіравання транспартным сродкам. Сістэма цеплавога кіравання акумулятарам таксама...вопытпрайшоў працэс з нуля, ад занядбання да ўвагі.
Такім чынам, сёння давайце пагаворым пра тое,цеплавое кіраванне электрамабілямі, чым яны кіруюць?
Падабенствы і адрозненні паміж кіраваннем тэмпературай электрамабіляў і традыцыйным кіраваннем тэмпературай транспартных сродкаў
Гэты пункт ставіцца ў першую чаргу таму, што пасля таго, як аўтамабільная прамысловасць уступіла ў новую энергетычную эру, аб'ём, метады рэалізацыі і кампаненты цеплавога кіравання значна змяніліся.
Няма патрэбы больш казаць пра архітэктуру цеплавога кіравання традыцыйнымі паліўнымі аўтамабілямі, і прафесійныя чытачы выразна заявілі, што традыцыйнае цеплавое кіраванне ў асноўным уключае ў сябесістэма цеплавога кіравання кандыцыянерам і падсістэма цеплавога кіравання сілавым агрэгатам.
Архітэктура цеплавога кіравання электрамабілямі заснавана на архітэктуры цеплавога кіравання аўтамабілямі, якія працуюць на паліве, і дадае электронную сістэму цеплавога кіравання электрарухавіком і сістэму цеплавога кіравання акумулятарам. У адрозненне ад аўтамабіляў, якія працуюць на паліве, электрамабілі больш адчувальныя да змен тэмпературы, тэмпература з'яўляецца ключавым фактарам, які вызначае іх бяспеку, прадукцыйнасць і тэрмін службы, а цеплавое кіраванне — неабходны сродак для падтрымання адпаведнага дыяпазону і аднастайнасці тэмператур. Такім чынам, сістэма цеплавога кіравання акумулятарам мае асаблівае значэнне, а цеплавое кіраванне акумулятарам (цеплааддача/цеплаправоднасць/цеплаізаляцыя) непасрэдна звязана з бяспекай акумулятара і стабільнасцю магутнасці пасля працяглага выкарыстання.
Такім чынам, калі казаць пра дэталі, то адрозненні ў асноўным наступныя.
Розныя крыніцы цяпла для кандыцыянавання паветра
Сістэма кандыцыянавання паветра традыцыйнага бензавоза ў асноўным складаецца з кампрэсара, кандэнсатара, пашыральнага клапана, выпарніка, трубаправода і іншыхкампаненты.
Пры астуджэнні холадагент (хладагент) перапрацоўваецца кампрэсарам, а цяпло ў салоне аўтамабіля адводзіцца для зніжэння тэмпературы, што з'яўляецца прынцыпам халадзільнай сістэмы. Таму штопраца кампрэсара павінен прыводзіцца ў рух рухавіком, працэс астуджэння павялічыць нагрузку на рухавік, і менавіта таму мы кажам, што летні кандыцыянер каштуе больш паліва.
У цяперашні час амаль усе віды ацяплення аўтамабіляў з выкарыстаннем паліва выкарыстоўваюць цяпло астуджальнай вадкасці рухавіка — вялікая колькасць адпрацаванага цяпла, якое выпрацоўваецца рухавіком, можа быць выкарыстана для нагрэву кандыцыянера. Астуджальная вадкасць праходзіць праз цеплаабменнік (таксама вядомы як рэзервуар для вады) у сістэме цёплага паветра, і паветра, якое перамяшчаецца вентылятарам, абменьваецца цяплом з астуджальнай вадкасцю рухавіка, і паветра награваецца, а затым падаецца ў аўтамабіль.
Аднак у халодным асяроддзі рухавік павінен працаваць доўга, каб павысіць тэмпературу вады да патрэбнай тэмпературы, і карыстальнік павінен доўга цярпець холад у машыне.
Ацяпленне транспартных сродкаў на новых крыніцах энергіі ў асноўным абапіраецца на электрычныя абагравальнікі, электрычныя абагравальнікі маюць ветравыя і воданагравальнікі. Прынцып паветранага абагравальніка падобны да прынцыпу фена, які непасрэдна награвае цыркулюючае паветра праз награвальны ліст, тым самым забяспечваючы гарачае паветра ў салоне. Перавагай ветранага абагравальніка з'яўляецца тое, што час нагрэву хуткі, каэфіцыент энергаэфектыўнасці крыху вышэйшы, а тэмпература нагрэву высокая. Недахопам з'яўляецца тое, што награвальны вецер асабліва сухі, што выклікае адчуванне сухасці ў арганізме чалавека. Прынцып воданагравальніка падобны да прынцыпу электрычнага воданагравальніка, які награвае астуджальную вадкасць праз награвальны ліст, і высокатэмпературная астуджальная вадкасць праходзіць праз цёплае паветранае ядро, а затым награвае цыркулюючае паветра для дасягнення ацяплення салона. Час нагрэву воданагравальніка крыху даўжэйшы, чым у паветранага абагравальніка, але таксама значна хутчэйшы, чым у аўтамабіля, які працуе на паліве, і вадаправод мае цеплавыя страты ў асяроддзі з нізкай тэмпературай, таму энергаэфектыўнасць крыху ніжэйшая. Xiaopeng G3 выкарыстоўвае вышэйзгаданы воданагравальнік.
Незалежна ад таго, ці гэта ацяпленне ветрам, ці нагрэў вады, для электрамабіляў патрэбныя акумулятары, каб забяспечыць электрычнасць, і большая частка электраэнергіі спажываецца ўкандыцыянер ацяпленне ва ўмовах нізкай тэмпературы. Гэта прыводзіць да скарачэння запасу ходу электрамабіляў ва ўмовах нізкай тэмпературы.
Параўнацьз праблема павольнай хуткасці нагрэву паліўных транспартных сродкаў ва ўмовах нізкай тэмпературы, выкарыстанне электрычнага ацяплення для электрамабіляў можа значна скараціць час нагрэву.
Тэрмаўлічнае кіраванне акумулятарам
У параўнанні з цеплавым кіраваннем рухавіком аўтамабіляў, якія працуюць на паліве, патрабаванні да цеплавога кіравання сістэмай харчавання электрамабіляў больш жорсткія.
Паколькі найлепшы дыяпазон працоўных тэмператур акумулятара вельмі малы, тэмпература акумулятара звычайна павінна быць у дыяпазоне ад 15 да 40 градусаў.° C. Аднак тэмпература навакольнага асяроддзя, якая звычайна выкарыстоўваецца транспартнымі сродкамі, складае -30~40° C, а ўмовы кіравання рэальнымі карыстальнікамі складаныя. Кантроль тэмпературы павінен эфектыўна вызначаць умовы кіравання транспартнымі сродкамі і стан акумулятараў, а таксама ажыццяўляць аптымальны кантроль тэмпературы і імкнуцца дасягнуць балансу паміж спажываннем энергіі, прадукцыйнасцю транспартнага сродку, прадукцыйнасцю акумулятара і камфортам.
Каб паменшыць трывогу з-за недахопу паездкі, ёмістасць акумулятара электрамабіля становіцца ўсё большай і большай, а шчыльнасць энергіі — усё вышэйшай; у той жа час неабходна вырашыць супярэчнасць занадта доўгага часу чакання зарадкі для карыстальнікаў, і з'явіліся хуткая і звышхуткая зарадка.
Што тычыцца кіравання тэмпературай, хуткая зарадка з высокім токам прыводзіць да большага нагрэву і большага спажывання энергіі ў акумулятары. Калі тэмпература акумулятара занадта высокая падчас зарадкі, гэта можа не толькі стварыць рызыкі для бяспекі, але і прывесці да такіх праблем, як зніжэнне эфектыўнасці акумулятара і паскоранае зніжэнне тэрміну службы. Канструкцыясістэма кіравання тэмпературайгэта сур'ёзнае выпрабаванне.
Тэрмаўлічнае кіраванне электрамабілямі
Рэгуляванне камфорту салона
Цеплавое асяроддзе ўнутры аўтамабіля непасрэдна ўплывае на камфорт пасажыра. У спалучэнні з сэнсарнай мадэллю чалавечага цела, вывучэнне патокаў і цеплаперадачы ў кабіне з'яўляецца важным сродкам павышэння камфорту аўтамабіля і паляпшэння яго прадукцыйнасці. Уплыў на камфорт пасажыра ўлічваецца з улікам канструкцыі кузава, выхаду кандыцыянера, уздзеяння сонечнага выпраменьвання на шкло аўтамабіля і ўсёй канструкцыі кузава ў спалучэнні з сістэмай кандыцыянавання паветра.
Падчас кіравання аўтамабілем карыстальнікі павінны адчуваць не толькі адчуванні ад кіравання, выкліканыя высокай магутнасцю аўтамабіля, але і камфорт салона з'яўляецца важнай часткай.
Рэгуляванне працоўнай тэмпературы акумулятара
У працэсе выкарыстання батарэі ўзнікае мноства праблем, асабліва з-за тэмпературы батарэі. Літыевыя батарэі сур'ёзна губляюць магутнасць у асяроддзі з надзвычай нізкімі тэмпературамі, а ў асяроддзі з высокай тэмпературай яны схільныя да рызыкі. Выкарыстанне батарэй у крайніх выпадках, хутчэй за ўсё, пашкодзіць батарэю, тым самым зніжаючы яе прадукцыйнасць і тэрмін службы.
Асноўная мэта цеплавога кіравання — забяспечыць пастаянную працу акумулятарнай батарэі ў адпаведным дыяпазоне тэмператур для падтрымання найлепшага рабочага стану батарэі. Сістэма цеплавога кіравання батарэяй у асноўным уключае тры функцыі: цеплааддачу, папярэдні нагрэў і выраўноўванне тэмпературы. Цеплааддача і папярэдні нагрэў у асноўным рэгулююцца з улікам магчымага ўздзеяння тэмпературы знешняга асяроддзя на батарэю. Выраўноўванне тэмпературы выкарыстоўваецца для памяншэння розніцы тэмператур унутры батарэі і прадухілення хуткага разраду, выкліканага перагрэвам пэўнай часткі батарэі.
Сістэмы кіравання тэмпературай акумулятараў, якія выкарыстоўваюцца ў электрамабілях, прадстаўленых на рынку зараз, у асноўным падзяляюцца на дзве катэгорыі: з паветраным астуджэннем і з вадкасным астуджэннем.
Прынцыпсістэма кіравання тэмпературай з паветраным астуджэннем больш падобна на прынцып рассейвання цяпла ў камп'ютары, у адной частцы акумулятара ўсталяваны вентылятар астуджэння, а на другім канцы ёсць вентыляцыйная адтуліна, якая паскарае паток паветра паміж акумулятарамі праз працу вентылятара, каб адводзіць цяпло, якое выпраменьваецца акумулятарам падчас яго працы.
Простымі словамі, паветранае астуджэнне — гэта даданне вентылятара збоку акумулятара і астуджанне акумулятара з дапамогай вентылятара, але на вецер, які дзьме вентылятар, будуць уплываць знешнія фактары, і эфектыўнасць паветранага астуджэння будзе зніжацца, калі тэмпература на вуліцы будзе вышэйшай. Гэтак жа, як вентылятар не астудзіць вас у спякотны дзень. Перавагай паветранага астуджэння з'яўляецца простая канструкцыя і нізкі кошт.
Вадкаснае астуджэнне адводзіць цяпло, якое выпрацоўваецца акумулятарам падчас працы, праз астуджальную вадкасць у трубаправодзе астуджэння ўнутры акумулятара, што дазваляе знізіць тэмпературу акумулятара. У выніку выкарыстання вадкае асяроддзе мае высокі каэфіцыент цеплаперадачы, вялікую цеплаёмістасць і больш хуткую хуткасць астуджэння, а Xiaopeng G3 выкарыстоўвае сістэму вадкаснага астуджэння з больш высокай эфектыўнасцю астуджэння.
Простымі словамі, прынцып вадкаснага астуджэння заключаецца ў тым, каб у акумулятарнай батарэі была пракладзена вадаправод. Калі тэмпература акумулятара занадта высокая, у вадаправод паступае халодная вада, і цяпло адводзіцца халоднай вадой для астуджэння. Калі тэмпература акумулятара занадта нізкая, яго трэба нагрэць.
Калі аўтамабіль энергічна едзе або хутка зараджаецца, падчас зарадкі і разрадкі акумулятара выпрацоўваецца вялікая колькасць цяпла. Калі тэмпература акумулятара занадта высокая, уключаецца кампрэсар, і нізкатэмпературны холадагент паступае праз холадагент у астуджальнай трубцы цеплаабменніка акумулятара. Нізкатэмпературны холадагент паступае ў акумулятарную батарэю, адводзячы цяпло, каб акумулятар мог падтрымліваць найлепшы тэмпературны дыяпазон, што значна паляпшае бяспеку і надзейнасць акумулятара падчас выкарыстання аўтамабіля і скарачае час зарадкі.
У надзвычай халодную зіму з-за нізкіх тэмператур актыўнасць літыевых акумулятараў зніжаецца, што значна зніжае іх прадукцыйнасць, і акумулятар нельга разраджаць высокай магутнасцю або хутка зараджаць. У гэты час уключыце вадзяны награвальнік для нагрэву астуджальнай вадкасці ў ланцугу акумулятара, і высокатэмпературная астуджальная вадкасць награвае акумулятар. Гэта забяспечвае хуткую зарадку аўтамабіля і вялікі запас ходу пры нізкіх тэмпературах.
Электроннае кіраванне электрапрывадам і высокамагутныя электрычныя дэталі астуджэння і рассейвання цяпла
Новыя энергетычныя транспартныя сродкі дасягнулі комплексных функцый электрыфікацыі, а сістэма харчавання ад паліва была заменена на электрычную сістэму. Акумулятар выдае даНапружанне пастаяннага току 370 В для забеспячэння электраэнергіяй, астуджэння і ацяплення транспартнага сродку, а таксама для падачы энергіі на розныя электрычныя кампаненты аўтамабіля. Падчас кіравання транспартным сродкам магутныя электрычныя кампаненты (напрыклад, рухавікі, DCDC, кантролеры рухавікоў і г.д.) выпрацоўваюць шмат цяпла. Высокая тэмпература электрычных прыбораў можа прывесці да паломкі транспартнага сродку, абмежавання магутнасці і нават да пагрозы бяспецы. Тэрмарэгуляванне транспартнага сродку павінна своечасова рассейваць выпрацаванае цяпло, каб гарантаваць, што магутныя электрычныя кампаненты транспартнага сродку знаходзяцца ў бяспечным дыяпазоне працоўных тэмператур.
Электронная сістэма кіравання электрапрывадам G3 выкарыстоўвае вадкаснае астуджэнне для адводу цяпла. Астуджальная вадкасць у трубаправодзе электроннай сістэмы прывада помпы працякае праз рухавік і іншыя награвальныя прылады, адводзячы цяпло ад электрычных частак, а затым працякае праз радыятар на пярэдняй рашотцы паветразаборніка аўтамабіля, і электронны вентылятар уключаецца для астуджэння высокатэмпературнай астуджальнай вадкасці.
Некаторыя думкі пра будучае развіццё індустрыі цеплавога менеджменту
Нізкае спажыванне энергіі:
Каб знізіць вялікае спажыванне энергіі, выкліканае кандыцыянаваннем паветра, кандыцыянаванне паветра з цеплавым помпам паступова прыцягвае вялікую ўвагу. Нягледзячы на тое, што агульная сістэма цеплавых помпаў (з выкарыстаннем R134a ў якасці холадагенту) мае пэўныя абмежаванні ў асяроддзі, якое выкарыстоўваецца, напрыклад, надзвычай нізкая тэмпература (ніжэй за -10° C) не можа працаваць, халадзільная сістэма ў умовах высокай тэмпературы нічым не адрозніваецца ад звычайнага кандыцыянера электрамабіля. Аднак у большай частцы Кітая вясной і восенню (тэмпература навакольнага асяроддзя) спажыванне энергіі кандыцыянерам можа быць эфектыўна зніжана, і каэфіцыент энергаэфектыўнасці ў 2-3 разы вышэйшы, чым у электрычных абагравальнікаў.
Нізкі ўзровень шуму:
Пасля таго, як электрамабіль не мае крыніцы шуму рухавіка, шум, які ствараецца працайкампрэсара на пярэдні электронны вентылятар, які працуе пры ўключэнні кандыцыянера для астуджэння, карыстальнікі лёгка скардзяцца. Эфектыўныя і ціхія электронныя вентылятары і кампрэсары вялікага аб'ёму дапамагаюць знізіць шум, выкліканы працай, адначасова павялічваючы магутнасць астуджэння.
Нізкі кошт:
У сістэмах цеплавога кіравання ў асноўным выкарыстоўваецца вадкасная сістэма астуджэння, і патрэба ў цяпле для нагрэву акумулятара і кандыцыянавання паветра ў асяроддзі з нізкай тэмпературай вельмі вялікая. Сучасным рашэннем з'яўляецца павелічэнне магутнасці электрычнага награвальніка для павелічэння выпрацоўкі цяпла, што прыводзіць да высокага кошту дэталяў і высокага спажывання энергіі. Калі ў тэхналогіі акумулятараў адбудзецца прарыў, які вырашыць праблему або знізіць жорсткія тэмпературныя патрабаванні да акумулятараў, гэта прывядзе да значнай аптымізацыі канструкцыі і кошту сістэм цеплавога кіравання. Эфектыўнае выкарыстанне адпрацаванага цяпла, якое выпрацоўваецца рухавіком падчас працы аўтамабіля, таксама дапаможа знізіць спажыванне энергіі сістэмай цеплавога кіравання. Гэта азначае зніжэнне ёмістасці акумулятара, павелічэнне запасу ходу і зніжэнне кошту аўтамабіля.
Інтэлектуальны:
Высокая ступень электрыфікацыі — гэта тэндэнцыя развіцця электрамабіляў, і традыцыйныя кандыцыянеры абмяжоўваюцца толькі функцыямі астуджэння і ацяплення, каб развіваць інтэлектуальныя тэхналогіі. Кандыцыянаванне паветра можа быць дадаткова ўдасканалена для падтрымкі вялікіх дадзеных на аснове звычак карыстальнікаў аўтамабіля, такіх як сямейны аўтамабіль, тэмпература кандыцыянера можа быць інтэлектуальна адаптавана да розных людзей пасля таго, як яны садзяцца ў машыну. Уключайце кандыцыянер перад выхадам, каб тэмпература ў машыне дасягнула камфортнай тэмпературы. Інтэлектуальная электрычная выпускная адтуліна можа аўтаматычна рэгуляваць кірунак выпускнога патоку паветра ў залежнасці ад колькасці людзей у машыне, іх становішча і памеру цела.
Час публікацыі: 20 кастрычніка 2023 г.