Tradycyjne klimatyzatory z pompą ciepła mają niską wydajność grzewczą i niewystarczającą wydajność grzewczą w zimnym otoczeniu, co ogranicza scenariusze zastosowań pojazdów elektrycznych.Dlatego opracowano i zastosowano szereg metod poprawy wydajności klimatyzatorów z pompą ciepła w warunkach niskich temperatur.Racjonalnie zwiększając wtórny obwód wymiany ciepła, jednocześnie chłodząc akumulator mocy i układ silnika, pozostałe ciepło jest odzyskiwane w celu poprawy wydajności grzewczej pojazdów elektrycznych w warunkach niskich temperatur.Wyniki eksperymentów pokazują, że wydajność grzewcza klimatyzatora z pompą ciepła z odzyskiem ciepła odpadowego jest znacznie lepsza w porównaniu z tradycyjnym klimatyzatorem z pompą ciepła.Pompa ciepła z odzyskiem ciepła odpadowego o głębszym stopniu sprzężenia każdego podsystemu zarządzania ciepłem oraz system zarządzania ciepłem pojazdu o wyższym stopniu integracji są stosowane w Tesli Model Y i Volkswagen ID4.Zastosowano CROZZ i inne modele (jak pokazano po prawej).Jednakże, gdy temperatura otoczenia jest niższa i ilość odzysku ciepła odpadowego jest mniejsza, sam odzysk ciepła odpadowego nie jest w stanie zaspokoić zapotrzebowania na wydajność grzewczą w środowiskach o niskiej temperaturze, a w celu uzupełnienia niedoboru wydajności grzewczej nadal potrzebne są grzejniki PTC w powyższych przypadkach.Jednakże wraz ze stopniową poprawą poziomu integracji zarządzania ciepłem pojazdu elektrycznego możliwe jest zwiększenie ilości odzysku ciepła odpadowego poprzez rozsądne zwiększenie ciepła wytwarzanego przez silnik, zwiększając w ten sposób wydajność grzewczą i współczynnik COP układu pompy ciepła i unikanie używaniaPodgrzewacz płynu chłodzącego PTC/Nagrzewnica powietrza PTC.Jeszcze bardziej zmniejszając stopień wykorzystania przestrzeni przez system zarządzania ciepłem, spełnia on zapotrzebowanie na ogrzewanie pojazdów elektrycznych w środowisku o niskiej temperaturze.Oprócz odzyskiwania i wykorzystania ciepła odpadowego z akumulatorów i układów silnikowych, wykorzystanie powietrza powrotnego jest również sposobem na zmniejszenie zużycia energii przez system zarządzania ciepłem w warunkach niskich temperatur.Wyniki badań pokazują, że w środowisku o niskiej temperaturze rozsądne wykorzystanie powietrza powrotnego może zmniejszyć wydajność grzewczą wymaganą przez pojazdy elektryczne o 46% do 62%, unikając jednocześnie zaparowania i oszronienia szyb, a także może zmniejszyć zużycie energii grzewczej nawet o 40 %..Denso Japan opracowało również odpowiednią dwuwarstwową strukturę powietrza powrotnego/świeżego, która może zmniejszyć straty ciepła spowodowane wentylacją o 30%, zapobiegając jednocześnie zaparowaniu.Na tym etapie możliwości adaptacji środowiskowej zarządzania ciepłem pojazdów elektrycznych w ekstremalnych warunkach stopniowo się poprawiają i rozwijają się w kierunku integracji i ekologizacji.
Aby jeszcze bardziej poprawić efektywność zarządzania ciepłem akumulatora w warunkach dużej mocy i zmniejszyć złożoność zarządzania ciepłem, obecnie popularna jest również metoda bezpośredniego chłodzenia i bezpośredniego ogrzewania akumulatora, która bezpośrednio przesyła czynnik chłodniczy do zestawu akumulatorów w celu wymiany ciepła. rozwiązanie techniczne.Konfiguracja zarządzania temperaturą bezpośredniej wymiany ciepła pomiędzy pakietem akumulatorów a czynnikiem chłodniczym jest pokazana na rysunku po prawej stronie.Technologia chłodzenia bezpośredniego może poprawić wydajność i szybkość wymiany ciepła, uzyskać bardziej równomierny rozkład temperatury wewnątrz akumulatora, zmniejszyć pętlę wtórną i zwiększyć odzysk ciepła odpadowego w systemie, poprawiając w ten sposób skuteczność kontroli temperatury akumulatora.Jednak ze względu na technologię bezpośredniej wymiany ciepła pomiędzy akumulatorem a czynnikiem chłodniczym, chłodzenie i ciepło muszą zostać zwiększone poprzez pracę układu pompy ciepła.Z jednej strony kontrola temperatury akumulatora jest ograniczona przez włączanie i wyłączanie układu klimatyzacji z pompą ciepła, co ma pewien wpływ na wydajność pętli czynnika chłodniczego.Z jednej strony ogranicza to także wykorzystanie naturalnych źródeł chłodu w okresach przejściowych, dlatego technologia ta nadal wymaga dalszych badań, udoskonaleń i oceny zastosowań.
Postęp badań kluczowych komponentów
System zarządzania temperaturą pojazdu elektrycznego (HVCH) składa się z wielu elementów, w tym głównie sprężarek elektrycznych, zaworów elektronicznych, wymienników ciepła, różnych rurociągów i zbiorników cieczy.Wśród nich sprężarka, zawór elektroniczny i wymiennik ciepła to podstawowe elementy systemu pompy ciepła.Ponieważ popyt na lekkie pojazdy elektryczne stale rośnie, a stopień integracji systemów stale się pogłębia, elementy zarządzania ciepłem pojazdów elektrycznych również rozwijają się w kierunku lekkich, zintegrowanych i modułowych.Aby poprawić przydatność pojazdów elektrycznych w ekstremalnych warunkach, opracowywane i odpowiednio stosowane są również komponenty, które mogą normalnie pracować w ekstremalnych warunkach i spełniają wymagania dotyczące wydajności zarządzania ciepłem w samochodach.
Czas publikacji: 04 kwietnia 2023 r
