Bistvo toplotnega upravljanja je v načinu delovanja klimatske naprave: "Pretok in izmenjava toplote"
Toplotno upravljanje vozil z novo energijo je skladno z načelom delovanja gospodinjskih klimatskih naprav. Obe uporabljata načelo "obratnega Carnotovega cikla", da s pomočjo kompresorja spremenita obliko hladilnega sredstva, s čimer izmenjujeta toploto med zrakom in hladilnim sredstvom za doseganje hlajenja in ogrevanja. Bistvo toplotnega upravljanja je "pretok in izmenjava toplote". Toplotno upravljanje vozil z novo energijo je skladno z načelom delovanja gospodinjskih klimatskih naprav. Obe uporabljata načelo "obratnega Carnotovega cikla", da s pomočjo kompresorja spremenita obliko hladilnega sredstva, s čimer izmenjujeta toploto med zrakom in hladilnim sredstvom za doseganje hlajenja in ogrevanja. V glavnem je razdeljeno na tri tokokroge: 1) Tokokrog motorja: predvsem za odvajanje toplote; 2) Tokokrog akumulatorja: zahteva visoko temperaturno nastavitev, ki zahteva tako ogrevanje kot hlajenje; 3) Tokokrog pilotske kabine: zahteva tako ogrevanje kot hlajenje (kar ustreza hlajenju in ogrevanju klimatske naprave). Njegov način delovanja lahko preprosto razumemo kot zagotavljanje, da komponente vsakega tokokroga dosežejo ustrezno delovno temperaturo. Smer nadgradnje je, da so trije tokokrogi povezani zaporedno in vzporedno, da se doseže prepletanje in izkoriščanje hladu in toplote. Na primer, avtomobilska klimatska naprava prenaša ustvarjeno hlajenje/toploto v kabino, kar je "krog klimatske naprave" za toplotno upravljanje; primer smeri nadgradnje: ko sta kroženje klimatske naprave in kroženje akumulatorja priključena zaporedno/vzporedno, kroženje klimatske naprave oskrbuje kroženje akumulatorja s hlajenjem/ogrevanjem, kar je učinkovita "rešitev za toplotno upravljanje" (varčevanje z deli kroženja akumulatorja/energetsko učinkovita uporaba). Bistvo toplotnega upravljanja je upravljanje pretoka toplote, tako da toplota steče tja, kjer je "potrebna"; najboljše toplotno upravljanje pa je "energetsko varčno in učinkovito", da se doseže pretok in izmenjava toplote.
Tehnologija za dosego tega postopka izvira iz hladilnikov s klimatskimi napravami. Hlajenje/ogrevanje hladilnikov s klimatskimi napravami se doseže po načelu "obratnega Carnotovega cikla". Preprosto povedano, hladilno sredstvo se stisne s kompresorjem, da se segreje, nato pa segreto hladilno sredstvo prehaja skozi kondenzator in oddaja toploto v zunanje okolje. Pri tem se eksotermno hladilno sredstvo ohladi na normalno temperaturo in vstopi v uparjalnik, kjer se razširi, da dodatno zniža temperaturo, nato pa se vrne v kompresor, da začne naslednji cikel za izmenjavo toplote v zraku, pri čemer sta ekspanzijski ventil in kompresor najpomembnejša dela v tem procesu. Avtomobilsko toplotno upravljanje temelji na tem načelu, da se doseže toplotno upravljanje vozila z izmenjavo toplote ali hladu iz tokokroga klimatske naprave v druge tokokroge.
Zgodnja vozila z novo energijo so imela neodvisne tokokroge za upravljanje temperature in nizko učinkovitost. Trije tokokrogi (klimatska naprava, baterija in motor) zgodnjega sistema za upravljanje temperature so delovali neodvisno, kar pomeni, da je bil tokokrog klimatske naprave odgovoren le za hlajenje in ogrevanje pilotske kabine; tokokrog baterije je bil odgovoren le za nadzor temperature baterije; tokokrog motorja pa je bil odgovoren le za hlajenje motorja. Ta neodvisen model povzroča težave, kot sta medsebojna neodvisnost med komponentami in nizka učinkovitost izrabe energije. Najbolj neposredne manifestacije v vozilih z novo energijo so težave, kot so kompleksni tokokrogi za upravljanje temperature, slaba življenjska doba baterije in povečana teža karoserije. Zato je razvojna pot upravljanja temperature v tem, da trije tokokrogi baterije, motorja in klimatske naprave čim bolj sodelujejo med seboj in da se doseže čim večja interoperabilnost delov in energije, da se doseže manjša prostornina komponent, lažja teža in daljša življenjska doba baterije.
2. Razvoj toplotnega upravljanja je proces integracije komponent in energetsko učinkovite rabe
Preglejte zgodovino razvoja toplotnega upravljanja treh generacij vozil z novo energijo in večpotni ventil kot nujna komponenta za nadgradnje toplotnega upravljanja.
Razvoj toplotnega upravljanja je proces integracije komponent in učinkovitosti izrabe energije. Iz zgornje kratke primerjave je mogoče ugotoviti, da ima začetni sistem toplotnega upravljanja v primerjavi s trenutno najnaprednejšim sistemom predvsem večjo sinergijo med vezji, kar omogoča souporabo komponent in vzajemno izrabo energije. Razvoj toplotnega upravljanja si bomo ogledali z vidika vlagateljev. Ni nam treba razumeti načel delovanja vseh komponent, vendar nam bo jasno razumevanje delovanja posameznega vezja in zgodovine razvoja vezij toplotnega upravljanja omogočilo jasnejše napovedovanje. Določite prihodnjo smer razvoja vezij toplotnega upravljanja in ustrezne spremembe vrednosti komponent. Zato bomo v nadaljevanju na kratko pregledali zgodovino razvoja sistemov toplotnega upravljanja, da bomo lahko skupaj odkrili prihodnje naložbene priložnosti.
Toplotno upravljanje vozil z novimi energijskimi viri je običajno sestavljeno iz treh vezij. 1) Vezje klimatske naprave: Funkcionalno vezje je tudi vezje z najvišjo vrednostjo pri toplotnem upravljanju. Njegova glavna funkcija je uravnavanje temperature v kabini in vzporedno usklajevanje z drugimi vezji. Običajno zagotavlja ogrevanje po principu PTC (PTC grelec hladilne tekočine/PTC grelec zraka) ali toplotne črpalke in zagotavlja hlajenje po principu klimatske naprave; 2) Vezje baterije: Uporablja se predvsem za nadzor delovne temperature baterije, tako da baterija vedno vzdržuje najboljšo delovno temperaturo, zato to vezje potrebuje ogrevanje in hlajenje hkrati glede na različne situacije; 3) Vezje motorja: Motor med delovanjem proizvaja toploto, njegov razpon delovne temperature pa je širok. Vezje torej zahteva le hlajenje. Razvoj integracije in učinkovitosti sistema opazujemo s primerjavo sprememb v upravljanju toplote glavnih Teslinih modelov, Modela S in Modela Y. Na splošno velja, da sistem upravljanja toplote prve generacije: baterija je zračno ali tekočinsko hlajena, klimatska naprava se ogreva s PTC, električni pogon pa je tekočinsko hlajen. Trije tokokrogi so v osnovi vzporedni in delujejo neodvisno drug od drugega; sistem upravljanja toplote druge generacije: tekočinsko hlajenje baterije, ogrevanje s PTC, tekočinsko hlajenje električnega krmiljenja motorja, uporaba izkoriščanja odpadne toplote elektromotorja, poglabljanje serijske povezave med sistemi, integracija komponent; Sistem toplotnega upravljanja tretje generacije: ogrevanje klimatske naprave s toplotno črpalko, ogrevanje motornega prostora. Uporaba tehnologije se poglablja, sistemi so povezani zaporedno, vezje pa je kompleksno in še bolj visoko integrirano. Menimo, da je bistvo razvoja toplotnega upravljanja vozil z novo energijo: na podlagi toplotnega toka in izmenjave tehnologije klimatske naprave 1) preprečevanje toplotnih poškodb; 2) izboljšanje energetske učinkovitosti; 3) ponovna uporaba delov za zmanjšanje prostornine in teže.
Čas objave: 12. maj 2023
