1. Przegląd zarządzania temperaturą w kokpicie (klimatyzacja samochodowa)
Układ klimatyzacji jest kluczem do zarządzania temperaturą w samochodzie. Zarówno kierowca, jak i pasażerowie chcą cieszyć się komfortem jazdy. Istotną funkcją klimatyzacji samochodowej jest zapewnienie komfortowej jazdy w kabinie pasażerskiej poprzez regulację temperatury, wilgotności i prędkości wiatru w kabinie oraz warunków jazdy. Zasada działania typowej klimatyzacji samochodowej polega na obniżaniu lub podwyższaniu temperatury wewnątrz samochodu poprzez termofizyczną zasadę absorpcji ciepła przez parowanie i uwalnianie ciepła przez kondensację. Przy niskiej temperaturze zewnętrznej do kabiny może być dostarczane ogrzane powietrze, dzięki czemu kierowca i pasażerowie nie odczuwają chłodu; przy wysokiej temperaturze zewnętrznej do kabiny może być dostarczane powietrze o niskiej temperaturze, dzięki czemu kierowca i pasażerowie odczuwają chłód. Dlatego klimatyzacja samochodowa odgrywa bardzo ważną rolę w klimatyzacji samochodu i komforcie pasażerów.
1.1 Nowy układ klimatyzacji pojazdu energetycznego i zasada działania
Ponieważ układy napędowe pojazdów napędzanych nowymi źródłami energii i pojazdów napędzanych tradycyjnymi paliwami różnią się, sprężarka klimatyzacji w pojazdach napędzanych paliwami spalinowymi jest napędzana silnikiem, a sprężarka klimatyzacji w pojazdach napędzanych nowymi źródłami energii – silnikiem elektrycznym. Zatem sprężarka klimatyzacji w pojazdach napędzanych nowymi źródłami energii nie może być napędzana silnikiem. Do sprężania czynnika chłodniczego używana jest sprężarka elektryczna. Zasada działania pojazdów napędzanych nowymi źródłami energii jest taka sama jak w pojazdach napędzanych tradycyjnymi paliwami. Wykorzystuje ona kondensację do uwalniania ciepła, a następnie odparowuje, aby absorbować ciepło i chłodzić kabinę pasażerską. Jedyną różnicą jest to, że sprężarka została zastąpiona sprężarką elektryczną. Obecnie do sprężania czynnika chłodniczego stosuje się głównie sprężarkę spiralną.
1) System ogrzewania półprzewodnikowego: Grzałka półprzewodnikowa służy do chłodzenia i ogrzewania za pomocą elementów półprzewodnikowych i zacisków. W tym systemie termopara jest podstawowym elementem chłodzącym i grzewczym. Połącz dwa elementy półprzewodnikowe, aby utworzyć termoparę, a po przyłożeniu prądu stałego na styku powstanie ciepło i różnica temperatur, które ogrzeją wnętrze kabiny. Główną zaletą ogrzewania półprzewodnikowego jest szybkie ogrzanie kabiny. Główną wadą jest duże zużycie energii elektrycznej. W przypadku nowych pojazdów elektrycznych, które muszą pokonywać duże odległości, ta wada jest miażdżąca. Dlatego nie może ona spełnić wymagań nowych pojazdów energetycznych w zakresie energooszczędności klimatyzatorów. Konieczne jest również prowadzenie badań nad metodami ogrzewania półprzewodnikowego i opracowanie wydajnej i energooszczędnej metody ogrzewania półprzewodnikowego.
2) Dodatni współczynnik temperaturowy(PTC) nagrzewnica powietrzaGłównym elementem PTC jest termistor, który jest podgrzewany za pomocą drutu grzejnego i jest urządzeniem, które bezpośrednio przetwarza energię elektryczną w energię cieplną. System ogrzewania powietrza PTC polega na przekształceniu ciepłego rdzenia powietrza pojazdu z tradycyjnym silnikiem spalinowym w nagrzewnicę powietrza PTC, wykorzystaniu wentylatora do przepompowania powietrza zewnętrznego, które ma zostać ogrzane, przez nagrzewnicę PTC, a następnie na wtłoczeniu ogrzanego powietrza do wnętrza pojazdu w celu jego ogrzania. System bezpośrednio zużywa energię elektryczną, więc zużycie energii w pojazdach z nowymi silnikami jest stosunkowo wysokie po włączeniu nagrzewnicy.
3) Podgrzewanie wody PTC:Podgrzewacz płynu chłodzącego PTCPodobnie jak ogrzewanie powietrza PTC, generuje ciepło poprzez zużycie energii elektrycznej, ale system ogrzewania płynu chłodzącego najpierw podgrzewa płyn chłodzący za pomocą PTC, podgrzewa go do określonej temperatury, a następnie tłoczy do wnętrza. W rdzeniu ciepłego powietrza następuje wymiana ciepła z otaczającym powietrzem, a wentylator tłoczy ogrzane powietrze do wnętrza kabiny, aby ogrzać kabinę. Następnie woda chłodząca jest podgrzewana przez PTC i wywoływana ruchem posuwisto-zwrotnym. Ten system ogrzewania jest bardziej niezawodny i bezpieczniejszy niż chłodzenie powietrza PTC.
4) System klimatyzacji z pompą ciepła: Zasada działania systemu klimatyzacji z pompą ciepła jest taka sama jak w przypadku tradycyjnej klimatyzacji samochodowej, ale klimatyzator z pompą ciepła może realizować konwersję ogrzewania i chłodzenia kabiny
2. Przegląd zarządzania ciepłem w systemie zasilania
TenBTMSUkład napędowy pojazdu dzieli się na zarządzanie termiczne tradycyjnego układu napędowego pojazdu spalinowego oraz zarządzanie termiczne nowego układu napędowego pojazdu spalinowego. Obecnie zarządzanie termiczne tradycyjnego układu napędowego pojazdu spalinowego jest bardzo zaawansowane. Tradycyjny pojazd spalinowy jest napędzany silnikiem spalinowym, dlatego też zarządzanie termiczne silnika jest głównym celem tradycyjnego samochodowego zarządzania termicznego. Zarządzanie termiczne silnika obejmuje głównie układ chłodzenia silnika. Ponad 30% ciepła w układzie pojazdu musi zostać uwolnione przez obwód chłodzenia silnika, aby zapobiec przegrzaniu się silnika w warunkach dużego obciążenia. Płyn chłodzący silnika służy do ogrzewania kabiny.
Układ napędowy pojazdów napędzanych tradycyjnym paliwem składa się z silników i przekładni, natomiast pojazdy napędzane nowymi paliwami składają się z akumulatorów, silników elektrycznych i układów sterowania elektronicznego. Metody zarządzania temperaturą w obu tych układach uległy znacznym zmianom. Akumulator w pojazdach napędzanych nowymi paliwami ma normalny zakres temperatur roboczych 25–40°C. Dlatego zarządzanie temperaturą akumulatora wymaga zarówno utrzymywania go w cieple, jak i odprowadzania ciepła. Jednocześnie temperatura silnika nie powinna być zbyt wysoka. Zbyt wysoka temperatura silnika wpłynie na jego żywotność. Dlatego też silnik musi również podjąć niezbędne środki w celu odprowadzania ciepła podczas użytkowania.
Czas publikacji: 09.08.2024
