Традиционните термопомпени климатици имат ниска ефективност на отопление и недостатъчен топлинен капацитет в студена среда, което ограничава сценариите на приложение на електрическите превозни средства. Поради това е разработена и приложена серия от методи за подобряване на производителността на термопомпените климатици при условия на ниски температури. Чрез рационално увеличаване на вторичния топлообменен кръг, докато се охлажда батерията и двигателната система, останалата топлина се рециклира, за да се подобри топлинният капацитет на електрическите превозни средства при условия на ниски температури. Експерименталните резултати показват, че топлинният капацитет на термопомпения климатик с рекуперация на отпадна топлина е значително подобрен в сравнение с традиционния термопомпен климатик. Термопомпата с рекуперация на отпадна топлина с по-дълбока степен на свързване на всяка подсистема за управление на топлината и системата за управление на топлината на превозното средство с по-висока степен на интеграция се използват в Tesla Model Y и Volkswagen ID4. CROZZ и други модели са приложени (както е показано вдясно). Въпреки това, когато температурата на околната среда е по-ниска и количеството на рекуперираната отпадна топлина е по-малко, рекуперацията на отпадна топлина сама по себе си не може да задоволи търсенето на топлинен капацитет в среда с ниски температури и все още са необходими PTC нагреватели, за да компенсират недостига на топлинен капацитет в горните случаи. Въпреки това, с постепенното подобряване на нивото на интеграция на топлинното управление на електрическото превозно средство, е възможно да се увеличи количеството на оползотворяваната отпадна топлина чрез разумно увеличаване на топлината, генерирана от двигателя, като по този начин се увеличи отоплителният капацитет и COP на термопомпената система и се избегне използването на...PTC нагревател на охлаждащата течност/PTC нагревател за въздух. Като допълнително намалява степента на заетост на пространството от системата за управление на температурата, тя посреща нуждите от отопление на електрическите превозни средства в среда с ниски температури. В допълнение към възстановяването и оползотворяването на отпадната топлина от батериите и двигателните системи, използването на рециркулиран въздух е и начин за намаляване на консумацията на енергия от системата за управление на температурата при условия на ниски температури. Резултатите от изследванията показват, че в среда с ниски температури, разумните мерки за използване на рециркулиран въздух могат да намалят отоплителния капацитет, необходим на електрическите превозни средства, с 46% до 62%, като същевременно се избегне замъгляване и замръзване на прозорците, и могат да намалят консумацията на енергия за отопление с до 40%. . Denso Japan също така е разработила съответна двуслойна структура за рециркулиран/свеж въздух, която може да намали загубите на топлина, причинени от вентилацията, с 30%, като същевременно предотвратява замъгляването. На този етап екологичната адаптивност на управлението на температурата на електрическите превозни средства при екстремни условия постепенно се подобрява и се развива в посока на интеграция и екологичност.
За да се подобри допълнително ефективността на управлението на температурата на батерията при условия на висока мощност и да се намали сложността на управлението на температурата, методът за директно охлаждане и директно нагряване на батерията, който директно изпраща хладилния агент в батерийния пакет за топлообмен, също е актуално техническо решение. Конфигурацията за управление на температурата на директния топлообмен между батерийния пакет и хладилния агент е показана на фигурата вдясно. Технологията за директно охлаждане може да подобри ефективността на топлообмена и скоростта на топлообмен, да постигне по-равномерно разпределение на температурата вътре в батерията, да намали вторичния контур и да увеличи оползотворяването на отпадната топлина от системата, като по този начин подобри производителността на контрола на температурата на батерията. Поради технологията за директен топлообмен между батерията и хладилния агент обаче, охлаждането и топлината трябва да се увеличат чрез работата на термопомпената система. От една страна, контролът на температурата на батерията е ограничен от стартирането и спирането на климатичната система с термопомпа, което има известно въздействие върху производителността на хладилния контур. От една страна, това също ограничава използването на естествени източници на охлаждане през преходните сезони, така че тази технология все още се нуждае от допълнителни изследвания, подобрения и оценка на приложението.
Напредък в изследванията на ключови компоненти
Системата за управление на температурата на електрическите превозни средства (ХВЧ) се състои от множество компоненти, включително главно електрически компресори, електронни клапани, топлообменници, различни тръбопроводи и резервоари за течности. Сред тях компресорът, електронният клапан и топлообменникът са основните компоненти на термопомпената система. Тъй като търсенето на леки електрически превозни средства продължава да се увеличава и степента на системна интеграция продължава да се задълбочава, компонентите за управление на температурата на електрическите превозни средства също се развиват в посока на леки, интегрирани и модулни. За да се подобри приложимостта на електрическите превозни средства при екстремни условия, се разработват и прилагат съответно и компоненти, които могат да работят нормално при екстремни условия и да отговарят на изискванията за управление на температурата на автомобила.
Време на публикуване: 04 април 2023 г.
