Tradicionalne klimatske naprave s toplotno črpalko imajo nizko učinkovitost ogrevanja in nezadostno zmogljivost ogrevanja v hladnem okolju, kar omejuje scenarije uporabe električnih vozil.Zato je bila razvita in uporabljena vrsta metod za izboljšanje delovanja klimatskih naprav s toplotno črpalko pri nizkih temperaturah.Z racionalnim povečanjem sekundarnega kroga izmenjave toplote, medtem ko se hladi napajalna baterija in motorni sistem, se preostala toplota reciklira za izboljšanje ogrevalne zmogljivosti električnih vozil pri nizkih temperaturah.Eksperimentalni rezultati kažejo, da je zmogljivost ogrevanja klimatske naprave s toplotno črpalko z rekuperacijo odpadne toplote bistveno izboljšana v primerjavi s tradicionalno klimatsko napravo s toplotno črpalko.Toplotna črpalka za rekuperacijo odpadne toplote z globljo stopnjo sklopitve vsakega podsistema toplotnega upravljanja in sistem toplotnega upravljanja vozila z višjo stopnjo integracije se uporabljata v Tesla Model Y in Volkswagen ID4.Uporabljeni so CROZZ in drugi modeli (kot prikazano na desni).Ko pa je temperatura okolja nižja in je količina rekuperacije odpadne toplote manjša, samo rekuperacija odpadne toplote ne more zadovoljiti povpraševanja po ogrevalni zmogljivosti v nizkotemperaturnih okoljih, še vedno pa so potrebni grelniki PTC, da nadomestijo pomanjkanje ogrevalne zmogljivosti. v zgornjih primerih.Vendar pa je s postopnim izboljšanjem stopnje integracije toplotnega upravljanja električnega vozila možno povečati količino rekuperacije odpadne toplote z razumnim povečanjem toplote, ki jo proizvaja motor, s čimer se poveča zmogljivost ogrevanja in COP sistema toplotne črpalke. in izogibanje uporabiPTC grelnik hladilne tekočine/PTC grelnik zraka.Medtem ko dodatno zmanjšuje stopnjo zasedenosti prostora sistema toplotnega upravljanja, izpolnjuje povpraševanje po ogrevanju električnih vozil v okolju z nizko temperaturo.Poleg pridobivanja in izkoriščanja odpadne toplote iz baterij in motornih sistemov je izkoriščanje povratnega zraka tudi način za zmanjšanje porabe energije sistema za upravljanje toplote pri nizkih temperaturah.Rezultati raziskave kažejo, da lahko v okolju z nizkimi temperaturami razumni ukrepi za uporabo povratnega zraka zmanjšajo ogrevalno zmogljivost, ki jo potrebujejo električna vozila, za 46 % do 62 %, hkrati pa se izognejo rosenju in zamrznitvi stekel ter lahko zmanjšajo porabo energije za ogrevanje do 40 %. %..Denso Japan je razvil tudi ustrezno dvoslojno strukturo povratnega zraka/svežega zraka, ki lahko zmanjša izgubo toplote zaradi prezračevanja za 30 %, hkrati pa preprečuje rosenje.Na tej stopnji se okoljska prilagodljivost termičnega upravljanja električnih vozil v ekstremnih razmerah postopno izboljšuje in se razvija v smeri integracije in ozelenitve.
Da bi dodatno izboljšali učinkovitost toplotnega upravljanja akumulatorja v pogojih visoke moči in zmanjšali zapletenost toplotnega upravljanja, je trenutna tudi metoda nadzora temperature akumulatorja z neposrednim hlajenjem in neposrednim ogrevanjem, ki neposredno pošilja hladilno sredstvo v baterijski paket za izmenjavo toplote. tehnična rešitev.Konfiguracija toplotnega upravljanja neposredne izmenjave toplote med baterijskim paketom in hladilnim sredstvom je prikazana na sliki na desni.Tehnologija neposrednega hlajenja lahko izboljša učinkovitost izmenjave toplote in hitrost izmenjave toplote, doseže bolj enakomerno porazdelitev temperature znotraj baterije, zmanjša sekundarno zanko in poveča rekuperacijo odpadne toplote sistema, s čimer se izboljša učinkovitost nadzora temperature baterije.Vendar pa je zaradi tehnologije neposredne izmenjave toplote med baterijo in hladilnim sredstvom potrebno hlajenje in toploto povečati z delom sistema toplotne črpalke.Po eni strani je nadzor temperature akumulatorja omejen z zagonom in zaustavitvijo klimatskega sistema toplotne črpalke, kar ima določen vpliv na delovanje hladilne zanke.Po eni strani tudi omejuje uporabo naravnih virov hlajenja v prehodnih letnih časih, zato so te tehnologije še vedno potrebne nadaljnje raziskave, izboljšave in ocene uporabe.
Raziskovalni napredek ključnih komponent
Sistem toplotnega upravljanja električnega vozila (HVCH) je sestavljen iz več komponent, v glavnem vključuje električne kompresorje, elektronske ventile, izmenjevalnike toplote, različne cevovode in rezervoarje za tekočine.Med njimi so kompresor, elektronski ventil in toplotni izmenjevalnik osrednje komponente sistema toplotne črpalke.Ker povpraševanje po lahkih električnih vozilih še naprej narašča in se stopnja sistemske integracije še poglablja, se tudi komponente toplotnega upravljanja električnih vozil razvijajo v smeri lahkih, integriranih in modulariziranih.Da bi izboljšali uporabnost električnih vozil v ekstremnih pogojih, se razvijajo in ustrezno uporabljajo tudi komponente, ki lahko normalno delujejo v ekstremnih pogojih in izpolnjujejo zahteve glede učinkovitosti upravljanja toplote v avtomobilih.
Čas objave: 4. aprila 2023
