Siden 2014 er elbilindustrien gradvist blevet populær. Blandt andet er termisk styring af elbiler gradvist blevet populært. Fordi rækkevidden af elbiler ikke kun afhænger af batteriets energitæthed, men også af køretøjets termiske styringssystemteknologi. Batteriets termiske styringssystem har ogsåoplevelsestartede en proces fra bunden, fra forsømmelse til opmærksomhed.
Så lad os i dag tale omtermisk styring af elbiler, hvad administrerer de?
Ligheder og forskelle mellem termisk styring af elektriske køretøjer og traditionel termisk styring af køretøjer
Dette punkt fremhæves først, fordi omfanget, implementeringsmetoderne og komponenterne i termisk styring har ændret sig markant efter at bilindustrien er trådt ind i den nye energiæra.
Der er ingen grund til at sige mere om den termiske styringsarkitektur i traditionelle brændstofkøretøjer her, og professionelle læsere har været meget klare over, at traditionel termisk styring primært omfatterklimaanlæggets termiske styringssystem og drivlinjens termiske styringsdelsystem.
Den termiske styringsarkitektur i elbiler er baseret på den termiske styringsarkitektur i brændstofbiler og kombinerer det elektroniske termiske styringssystem for elmotorer og batteriets termiske styringssystem. I modsætning til brændstofbiler er elbiler mere følsomme over for temperaturændringer. Temperatur er en nøglefaktor for at bestemme deres sikkerhed, ydeevne og levetid, og termisk styring er et nødvendigt middel til at opretholde et passende temperaturområde og ensartethed. Derfor er batteriets termiske styringssystem særligt kritisk, og batteriets termiske styring (varmeafledning/varmeledning/varmeisolering) er direkte relateret til batteriets sikkerhed og ensartetheden af strømmen efter langvarig brug.
Så hvad angår detaljer, er der primært følgende forskelle.
Forskellige varmekilder til aircondition
Klimaanlægget i en traditionel tankbil består hovedsageligt af en kompressor, kondensator, ekspansionsventil, fordamper, rørledning og andet.komponenter.
Ved køling sker der kølemiddeltilførsel via kompressoren, og varmen i bilen fjernes for at reducere temperaturen, hvilket er princippet bag køling. Fordikompressorens arbejde skal drives af motoren, vil køleprocessen øge motorens belastning, og det er grunden til, at vi siger, at sommerklimaanlægget koster mere olie.
I øjeblikket bruger næsten al opvarmning af køretøjer varme fra motorens kølevæske - en stor mængde spildvarme genereret af motoren kan bruges til at opvarme klimaanlægget. Kølevæsken strømmer gennem varmeveksleren (også kendt som vandtanken) i varmluftsystemet, og den luft, der transporteres af blæseren, varmeveksles med motorens kølevæske, hvorefter luften opvarmes og sendes ind i bilen.
I kolde omgivelser skal motoren dog køre i lang tid for at hæve vandtemperaturen til den rette temperatur, og brugeren skal kunne udholde kulden i bilen i lang tid.
Opvarmning af nye energikøretøjer er hovedsageligt baseret på elektriske varmeapparater, elektriske varmeapparater har vindvarmere og vandvarmere. Princippet for luftvarmeren ligner hårtørrerens, som direkte opvarmer den cirkulerende luft gennem varmepladen og dermed leverer varm luft til bilen. Fordelen ved vindvarmeren er, at opvarmningstiden er hurtig, energieffektivitetsforholdet er lidt højere, og opvarmningstemperaturen er høj. Ulempen er, at varmevinden er særlig tør, hvilket giver en følelse af tørhed i menneskekroppen. Princippet for vandvarmeren ligner den elektriske vandvarmers, som opvarmer kølevæsken gennem varmepladen, og højtemperaturkølevæsken strømmer gennem den varme luftkerne og opvarmer derefter den cirkulerende luft for at opnå indvendig opvarmning. Opvarmningstiden for vandvarmeren er lidt længere end for luftvarmeren, men den er også meget hurtigere end for brændstofkøretøjer, og vandrøret har varmetab i miljøer med lav temperatur, og energieffektiviteten er lidt lavere. Xiaopeng G3 bruger den ovennævnte vandvarmer.
Uanset om det er vindvarme eller vandopvarmning, er der brug for batterier til elbiler for at levere elektricitet, og det meste af elektriciteten forbruges iaircondition opvarmning i miljøer med lav temperatur. Dette resulterer i reduceret rækkevidde for elbiler i miljøer med lav temperatur.
Sammenlignmed Problemet med langsom opvarmningshastighed for brændstofkøretøjer i miljøer med lav temperatur, brugen af elektrisk opvarmning til elbiler kan forkorte opvarmningstiden betydeligt.
Termisk styring af strømbatterier
Sammenlignet med motorens termiske styring i brændstofkøretøjer er kravene til termisk styring i elbilers strømforsyningssystemer strengere.
Da batteriets bedste driftstemperaturområde er meget lille, kræves det generelt, at batteritemperaturen ligger mellem 15 og 40° C. Den almindelige omgivelsestemperatur i køretøjer er dog -30~40° C, og de faktiske brugeres kørselsforhold er komplekse. Termisk styring skal effektivt identificere og bestemme køretøjernes kørselsforhold og batteriernes tilstand, udføre den optimale temperaturkontrol og stræbe efter at opnå en balance mellem energiforbrug, køretøjets ydeevne, batteriets ydeevne og komfort.
For at afhjælpe angsten for rækkevidde bliver batterikapaciteten i elbiler større og større, og energitætheden bliver højere og højere. Samtidig er det nødvendigt at løse modsætningen om brugernes for lange ventetid på opladning, og hurtigopladning og superhurtigopladning er opstået.
Med hensyn til termisk styring medfører hurtigopladning med høj strøm større varmeudvikling og højere energiforbrug for batteriet. Når batteritemperaturen er for høj under opladning, kan det ikke kun forårsage sikkerhedsrisici, men også føre til problemer såsom reduceret batterieffektivitet og accelereret batterilevetidsforringelse. Designet aftermisk styringssystemer en hård prøve.
Termisk styring af elektriske køretøjer
Justering af komfort i kabinen
Køretøjets indeklima påvirker direkte passagerernes komfort. Kombineret med den sensoriske model af menneskekroppen er studiet af strømning og varmeoverførsel i førerhuset et vigtigt middel til at forbedre køretøjets komfort og ydeevne. Fra karrosseristrukturens design, fra klimaanlæggets udløb, køretøjets rude påvirket af sollysstråling og hele karrosseridesignet, kombineret med klimaanlægget, tages der hensyn til påvirkningen på passagerernes komfort.
Når man kører et køretøj, skal brugerne ikke kun opleve kørefornemmelsen, som køretøjets stærke kraft giver, men også komforten i kabinen er en vigtig del.
Justering af batteridriftstemperatur
Batterier vil støde på mange problemer under brug, især ved batteritemperatur. Lithiumbatterier dæmpes alvorligt i ekstremt lave temperaturer. I høje temperaturer er de udsatte for sikkerhedsrisici. Brug af batterier i ekstreme tilfælde vil sandsynligvis forårsage skade på batteriet og dermed reducere batteriets ydeevne og levetid.
Hovedformålet med termisk styring er at sikre, at batteripakken altid fungerer inden for det passende temperaturområde for at opretholde batteripakkens bedste driftstilstand. Batteriets termiske styringssystem omfatter primært tre funktioner: varmeafledning, forvarmning og temperaturudligning. Varmeafledning og forvarmning justeres primært for den mulige påvirkning af den eksterne miljøtemperatur på batteriet. Temperaturudligning bruges til at reducere temperaturforskellen i batteripakken og forhindre hurtig nedbrydning forårsaget af overophedning af en bestemt del af batteriet.
De termiske styringssystemer til batteriet, der anvendes i de elbiler, der nu er på markedet, er primært opdelt i to kategorier: luftkølede og væskekølede.
Princippet omluftkølet termisk styringssystem Det ligner mere computerens varmeafledningsprincip, hvor en køleventilator er installeret i den ene del af batteripakken, og den anden ende har en udluftningskanal, der accelererer luftstrømmen mellem batterierne gennem ventilatorens arbejde for at fjerne den varme, der udsendes af batteriet, når det er i drift.
Kort sagt, luftkøling er at tilføje en ventilator på siden af batteripakken og køle batteripakken ved at blæse i ventilatoren, men vinden, som ventilatoren blæser, vil blive påvirket af eksterne faktorer, og effektiviteten af luftkølingen vil blive reduceret, når udetemperaturen er højere. Ligesom det ikke gør dig køligere på en varm dag at blæse i en ventilator. Fordelen ved luftkøling er enkel struktur og lave omkostninger.
Væskekøling fjerner den varme, der genereres af batteriet under arbejde, gennem kølevæsken i kølevæskerørledningen inde i batteripakken for at opnå en reduktion af batteritemperaturen. Ud fra den faktiske brugseffekt har det flydende medium en høj varmeoverføringskoefficient, stor varmekapacitet og hurtigere kølehastighed, og Xiaopeng G3 bruger et væskekølesystem med højere køleeffektivitet.
Princippet for væskekøling er kort sagt at placere et vandrør i batteripakken. Når temperaturen på batteripakken er for høj, hældes koldt vand i vandrøret, og varmen trækkes væk af koldt vand for at køle den ned. Hvis temperaturen på batteripakken er for lav, skal den varmes op.
Når køretøjet køres kraftigt eller oplades hurtigt, genereres der en stor mængde varme under opladning og afladning af batteriet. Når batteritemperaturen er for høj, tændes kompressoren, og lavtemperaturkølemidlet strømmer gennem kølevæsken i batteriets varmevekslers kølerør. Lavtemperaturkølevæsken strømmer ind i batteripakken for at fjerne varmen, så batteriet kan opretholde det bedste temperaturområde, hvilket forbedrer batteriets sikkerhed og pålidelighed betydeligt under brug af bilen og forkorter opladningstiden.
I ekstremt kolde vintermåneder, på grund af lave temperaturer, reduceres litiumbatteriernes aktivitet, batteriets ydeevne reduceres betydeligt, og batteriet kan ikke aflades med høj effekt eller oplades hurtigt. Tænd på dette tidspunkt for vandvarmeren for at opvarme kølevæsken i batterikredsløbet, og den høje temperatur på kølevæsken opvarmer batteriet. Dette sikrer, at køretøjet også kan oplade hurtigt og have lang rækkevidde i omgivelser med lav temperatur.
Elektrisk drev elektronisk styring og højtydende elektriske dele køling varmeafledning
Nye energikøretøjer har opnået omfattende elektrificeringsfunktioner, og brændstofsystemet er blevet ændret til et elektrisk strømsystem. Batteriets effekt er op til370V DC-spænding at forsyne køretøjet med strøm, køling og opvarmning samt forsyne forskellige elektriske komponenter i bilen med strøm. Under kørsel vil elektriske komponenter med høj effekt (såsom motorer, DCDC, motorstyringer osv.) generere en masse varme. Høje temperaturer i strømforsyningsapparater kan forårsage køretøjsfejl, effektbegrænsning og endda sikkerhedsrisici. Køretøjets temperaturstyring skal aflede den genererede varme i tide for at sikre, at køretøjets elektriske komponenter med høj effekt er inden for det sikre driftstemperaturområde.
G3 elektrisk drev elektronisk styresystem anvender væskekøling til varmeafledning for termisk styring. Kølevæsken i det elektroniske pumpedrevsystems rørledning strømmer gennem motoren og andre varmeenheder for at fjerne varmen fra de elektriske dele og strømmer derefter gennem køleren ved køretøjets forreste indsugningsgitter, og den elektroniske ventilator tændes for at køle den højtemperaturkølevæske.
Nogle tanker om den fremtidige udvikling af termisk styringsindustri
Lavt energiforbrug:
For at reducere det store strømforbrug forårsaget af aircondition har varmepumpe-aircondition gradvist fået stor opmærksomhed. Selvom det generelle varmepumpesystem (der bruger R134a som kølemiddel) har visse begrænsninger i det anvendte miljø, såsom ekstremt lav temperatur (under -10° C) kan ikke fungere, køling i miljøer med høj temperatur er ikke anderledes end almindelige klimaanlæg i elektriske køretøjer. I de fleste dele af Kina kan forårs- og efterårssæsonen (omgivelsestemperaturen) dog effektivt reducere energiforbruget til klimaanlæg, og energieffektivitetsforholdet er 2 til 3 gange højere end for elektriske varmeapparater.
Lav støj:
Når det elektriske køretøj ikke har motorens støjkilde, vil støjen, der genereres af driften afkompressorenog den elektroniske ventilator foran, når klimaanlægget er tændt for køling, er let at få fra brugerne. Effektive og støjsvage elektroniske ventilatorprodukter og store slagvolumenkompressorer hjælper med at reducere støj forårsaget af drift, samtidig med at kølekapaciteten øges.
Lav pris:
Køle- og opvarmningsmetoderne i termiske styringssystemer bruger hovedsageligt flydende kølesystemer, og varmebehovet for batteriopvarmning og airconditionopvarmning i miljøer med lav temperatur er meget stort. Den nuværende løsning er at øge den elektriske varmelegeme for at øge varmeproduktionen, hvilket medfører høje deleomkostninger og højt energiforbrug. Hvis der sker et gennembrud inden for batteriteknologi for at løse eller reducere batteriernes barske temperaturkrav, vil det medføre stor optimering af design og omkostninger til termiske styringssystemer. Den effektive udnyttelse af den spildvarme, der genereres af motoren under køretøjets kørsel, vil også bidrage til at reducere energiforbruget i det termiske styringssystem. Oversat til sidst betyder det en reduktion af batterikapaciteten, en forbedring af rækkevidden og en reduktion af køretøjets omkostninger.
Intelligent:
En høj grad af elektrificering er udviklingstendensen for elbiler, og traditionelle klimaanlæg er kun begrænset til køle- og varmefunktioner for at blive intelligente. Klimaanlægget kan forbedres yderligere for at understøtte big data baseret på brugernes bilvaner, såsom familiebiler. Temperaturen på klimaanlægget kan intelligent tilpasses forskellige personer, efter de er kommet ind i bilen. Tænd for klimaanlægget, før du går ud, så temperaturen i bilen når en behagelig temperatur. Den intelligente elektriske luftudgang kan automatisk justere luftudgangens retning i henhold til antallet af personer i bilen, kroppens position og størrelse.
Opslagstidspunkt: 20. oktober 2023