Традиционните термопомпени климатици имат ниска отоплителна ефективност и недостатъчен топлинен капацитет в студена среда, което ограничава сценариите за приложение на електрически превозни средства.Поради това са разработени и приложени серия от методи за подобряване на работата на термопомпените климатици при ниски температури.Чрез рационално увеличаване на вторичния топлообменен кръг, като същевременно се охлажда захранващата батерия и моторната система, останалата топлина се рециклира, за да се подобри отоплителният капацитет на електрическите превозни средства при ниски температурни условия.Експерименталните резултати показват, че отоплителният капацитет на термопомпения климатик с оползотворяване на отпадна топлина е значително подобрен в сравнение с традиционния климатик с термопомпа.Термопомпата за възстановяване на отпадна топлина с по-дълбока степен на свързване на всяка подсистема за термично управление и системата за термично управление на автомобила с по-висока степен на интеграция се използват в Tesla Model Y и Volkswagen ID4.Приложени са CROZZ и други модели (както е показано вдясно).Въпреки това, когато температурата на околната среда е по-ниска и количеството оползотворена отпадна топлина е по-малко, оползотворяването на отпадъчната топлина само по себе си не може да отговори на търсенето на отоплителен капацитет в среда с ниска температура и все още са необходими PTC нагреватели, за да компенсират недостига на отоплителен капацитет в горните случаи.Въпреки това, с постепенното подобряване на нивото на интегриране на термичното управление на електрическото превозно средство, е възможно да се увеличи количеството на оползотворяване на отпадната топлина чрез разумно увеличаване на топлината, генерирана от двигателя, като по този начин се увеличи отоплителният капацитет и COP на термопомпената система , и избягване на използването наPTC нагревател на охлаждащата течност/PTC въздушен нагревател.Докато допълнително намалява степента на заетост на пространството на системата за управление на топлината, тя отговаря на нуждите от отопление на електрически превозни средства в среда с ниска температура.В допълнение към възстановяването и оползотворяването на отпадъчната топлина от батериите и двигателните системи, оползотворяването на възвратния въздух също е начин за намаляване на енергийната консумация на системата за управление на топлината при ниски температурни условия.Резултатите от изследването показват, че в среда с ниска температура разумните мерки за използване на връщащия въздух могат да намалят топлинния капацитет, необходим на електрическите превозни средства с 46% до 62%, като същевременно се избягва запотяването и замръзването на прозорците, и могат да намалят потреблението на енергия за отопление с до 40 %..Denso Japan също така разработи съответна двуслойна структура на обратен въздух/свеж въздух, която може да намали загубата на топлина, причинена от вентилацията с 30%, като същевременно предотвратява запотяването.На този етап адаптивността към околната среда на управлението на топлината на електрическите превозни средства при екстремни условия постепенно се подобрява и се развива в посока на интеграция и екологизиране.
За да се подобри допълнително ефективността на термичното управление на батерията при условия на висока мощност и да се намали сложността на термичното управление, методът за контрол на температурата на батерията за директно охлаждане и директно нагряване, който директно изпраща хладилния агент в батерията за топлообмен, също е ток техническо решение.Конфигурацията за термично управление на директния топлообмен между батерията и хладилния агент е показана на фигурата вдясно.Технологията за директно охлаждане може да подобри ефективността на топлообмена и скоростта на топлообмен, да получи по-равномерно разпределение на температурата вътре в батерията, да намали вторичния контур и да увеличи възстановяването на отпадъчната топлина на системата, като по този начин подобри производителността на контрола на температурата на батерията.Въпреки това, поради технологията за директен топлообмен между батерията и хладилния агент, охлаждането и топлината трябва да се увеличат чрез работата на термопомпената система.От една страна, контролът на температурата на батерията е ограничен от пускането и спирането на термопомпената климатична система, което оказва известно влияние върху работата на контура на хладилния агент.От една страна, тя също така 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 на изследванията на ключови компоненти
Системата за термично управление на електрическото превозно средство (HVCH) се състои от множество компоненти, включително електрически компресори, електронни вентили, топлообменници, различни тръбопроводи и резервоари за течности.Сред тях компресорът, електронният вентил и топлообменникът са основните компоненти на термопомпената система.Тъй като търсенето на леки електрически превозни средства продължава да нараства и степента на системна интеграция продължава да се задълбочава, компонентите за термично управление 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, компоненти, които могат да работят нормално при екстремни условия и да отговарят на изискванията за производителност на автомобилното термично управление, също се разработват и прилагат съответно.
Време на публикуване: 4 април 2023 г
