Istotą zarządzania ciepłem jest sposób działania klimatyzacji: „przepływ i wymiana ciepła”
Zarządzanie temperaturą w pojazdach elektrycznych jest zgodne z zasadą działania domowych klimatyzatorów. Oba wykorzystują zasadę „odwróconego cyklu Carnota”, aby zmienić kształt czynnika chłodniczego poprzez pracę sprężarki, a tym samym wymianę ciepła między powietrzem a czynnikiem chłodniczym, co zapewnia chłodzenie i ogrzewanie. Istotą zarządzania temperaturą jest „przepływ i wymiana ciepła”. Zarządzanie temperaturą w pojazdach elektrycznych jest zgodne z zasadą działania domowych klimatyzatorów. Oba wykorzystują zasadę „odwróconego cyklu Carnota”, aby zmienić kształt czynnika chłodniczego poprzez pracę sprężarki, a tym samym wymianę ciepła między powietrzem a czynnikiem chłodniczym, co zapewnia chłodzenie i ogrzewanie. Układ ten dzieli się głównie na trzy obwody: 1) Obwód silnika: głównie do odprowadzania ciepła; 2) Obwód akumulatora: wymaga regulacji wysokiej temperatury, co wymaga zarówno ogrzewania, jak i chłodzenia; 3) Obwód kokpitu: wymaga zarówno ogrzewania, jak i chłodzenia (odpowiadający chłodzeniu i ogrzewaniu przez klimatyzację). Jego zasadę działania można po prostu zrozumieć jako zapewnienie, że elementy każdego obwodu osiągną odpowiednią temperaturę roboczą. Kierunek modernizacji polega na połączeniu trzech obwodów szeregowo i równolegle, aby zapewnić przeplatanie się i wykorzystanie zimna i ciepła. Na przykład, klimatyzator samochodowy przekazuje wytworzone chłodzenie/ciepło do kabiny, która jest „obwodem klimatyzacji” odpowiedzialnym za zarządzanie ciepłem; przykład kierunku modernizacji: po połączeniu szeregowo/równolegle obwodu klimatyzacji i obwodu akumulatora, obwód klimatyzacji dostarcza do obwodu akumulatora chłód/ciepło, co stanowi efektywne „rozwiązanie w zakresie zarządzania ciepłem” (oszczędność części obwodu akumulatora/efektywne wykorzystanie energii). Istotą zarządzania ciepłem jest zarządzanie przepływem ciepła, tak aby docierało ono do miejsca, w którym jest „potrzebne”; a najlepsze zarządzanie ciepłem to „energooszczędne i efektywne” zarządzanie przepływem i wymianą ciepła.
Technologia umożliwiająca realizację tego procesu pochodzi z klimatyzatorów. Chłodzenie/ogrzewanie w klimatyzatorach odbywa się poprzez zasadę „odwróconego cyklu Carnota”. Mówiąc najprościej, czynnik chłodniczy jest sprężany przez sprężarkę, aby go ogrzać, a następnie ogrzany czynnik chłodniczy przepływa przez skraplacz i oddaje ciepło do otoczenia. W tym procesie egzotermiczny czynnik chłodniczy powraca do normalnej temperatury i trafia do parownika, gdzie rozpręża się, aby jeszcze bardziej obniżyć temperaturę, a następnie wraca do sprężarki, aby rozpocząć kolejny cykl, w którym następuje wymiana ciepła z powietrzem. Zawór rozprężny i sprężarka odgrywają w tym procesie kluczową rolę. Zarządzanie temperaturą w pojazdach opiera się na tej zasadzie, aby osiągnąć zarządzanie temperaturą poprzez wymianę ciepła lub chłodu z układu klimatyzacji do innych układów.
Wczesne pojazdy napędzane energią elektryczną (new energy) charakteryzują się niezależnymi obwodami zarządzania termicznego i niską sprawnością. Trzy obwody (klimatyzacja, akumulator i silnik) wczesnego systemu zarządzania termicznego działały niezależnie, tzn. obwód klimatyzacji odpowiadał wyłącznie za chłodzenie i ogrzewanie kokpitu; obwód akumulatora odpowiadał wyłącznie za regulację temperatury akumulatora; a obwód silnika odpowiadał wyłącznie za chłodzenie silnika. Ten niezależny model powoduje problemy, takie jak wzajemna niezależność komponentów i niska sprawność wykorzystania energii. Najbardziej bezpośrednimi przejawami w pojazdach napędzanych energią elektryczną są problemy takie jak złożoność obwodów zarządzania termicznego, krótki czas pracy akumulatora i zwiększona masa własna. Dlatego ścieżka rozwoju zarządzania termicznego polega na jak najlepszej współpracy trzech obwodów: akumulatora, silnika i klimatyzacji, a także na zapewnieniu jak największej interoperacyjności części i energii, aby uzyskać mniejszą objętość komponentów, niższą wagę i dłuższą żywotność akumulatora.
2. Rozwój zarządzania ciepłem to proces integracji komponentów i efektywnego wykorzystania energii.
Przeanalizuj historię rozwoju zarządzania termicznego w trzech generacjach pojazdów napędzanych nowymi źródłami energii. Zawór wielodrogowy jest niezbędnym elementem modernizacji zarządzania termicznego.
Rozwój systemów zarządzania temperaturą to proces integracji komponentów i efektywnego wykorzystania energii. Powyższy krótki przegląd pokazuje, że w porównaniu z obecnym, najbardziej zaawansowanym systemem, początkowy system zarządzania temperaturą charakteryzuje się większą synergią między obwodami, co pozwala na współdzielenie komponentów i wzajemne wykorzystanie energii. Przyjrzymy się rozwojowi systemów zarządzania temperaturą z perspektywy inwestorów. Nie musimy rozumieć zasad działania wszystkich komponentów, ale dogłębne zrozumienie działania każdego obwodu i historii ewolucji systemów zarządzania temperaturą pozwoli nam na dokładniejsze przewidywanie. Określmy przyszły kierunek rozwoju systemów zarządzania temperaturą i odpowiadające mu zmiany w wartości komponentów. Dlatego poniżej krótko omówimy historię ewolucji systemów zarządzania temperaturą, abyśmy mogli wspólnie odkrywać przyszłe możliwości inwestycyjne.
Zarządzanie temperaturą w pojazdach zasilanych nowymi źródłami energii zazwyczaj opiera się na trzech obwodach. 1) Obwód klimatyzacji: Obwód funkcjonalny to również obwód o najwyższej wartości w zakresie zarządzania temperaturą. Jego główną funkcją jest regulacja temperatury w kabinie i koordynacja z innymi obwodami równolegle. Zazwyczaj dostarcza ciepło na zasadzie PTC (termostatu).Podgrzewacz płynu chłodzącego PTC/Podgrzewacz powietrza PTC) lub pompa ciepła i zapewnia chłodzenie na zasadzie klimatyzacji; 2) Obwód akumulatora: Służy głównie do kontrolowania temperatury roboczej akumulatora, tak aby akumulator zawsze utrzymywał najlepszą temperaturę roboczą, więc ten obwód potrzebuje ciepła i chłodzenia w tym samym czasie, w zależności od sytuacji; 3) Obwód silnika: Silnik generuje ciepło podczas pracy, a jego zakres temperatur roboczych jest szeroki. Obwód wymaga zatem tylko chłodzenia. Obserwujemy ewolucję integracji systemu i wydajności, porównując zmiany w zarządzaniu termicznym głównych modeli Tesli, Modelu S do Modelu Y. Ogólnie rzecz biorąc, system zarządzania termicznego pierwszej generacji: akumulator jest chłodzony powietrzem lub cieczą, klimatyzator jest ogrzewany przez PTC, a elektryczny układ napędowy jest chłodzony cieczą. Trzy obwody są zasadniczo utrzymywane równolegle i działają niezależnie od siebie; system zarządzania termicznego drugiej generacji: chłodzenie cieczą akumulatora, ogrzewanie PTC, chłodzenie cieczą sterowania elektrycznego silnika, wykorzystanie ciepła odpadowego silnika elektrycznego, pogłębienie połączenia szeregowego między systemami, integracja komponentów; System zarządzania temperaturą trzeciej generacji: ogrzewanie z pompą ciepła, klimatyzacja, ogrzewanie postojowe silnika. Zastosowanie technologii pogłębia się, systemy są połączone szeregowo, a obwód jest złożony i wysoce zintegrowany. Wierzymy, że istotą rozwoju zarządzania temperaturą w pojazdach o nowych źródłach energii jest: wykorzystanie przepływu i wymiany ciepła w technologii klimatyzacji, aby: 1) uniknąć uszkodzeń termicznych; 2) poprawić efektywność energetyczną; 3) ponownie wykorzystać części w celu redukcji objętości i masy.
Czas publikacji: 12 maja 2023 r.
