1. Elektromos járművek hőkezelési követelményei (HVCH)
Az utastér az a környezeti tér, ahol a vezető tartózkodik, miközben a jármű halad. A vezető számára kényelmes vezetési környezet biztosítása érdekében az utastér hőmérséklet-szabályozásának szabályoznia kell a jármű belső környezetének hőmérsékletét, páratartalmát és a beáramló levegő hőmérsékletét. Az utastér hőmérséklet-szabályozási követelményeit különböző körülmények között az 1. táblázat mutatja.
Az akkumulátor hőmérséklet-szabályozása fontos előfeltétele az elektromos járművek hatékony és biztonságos működésének. A túl magas hőmérséklet folyadékszivárgást és spontán égést okoz, ami befolyásolja a vezetési biztonságot; túl alacsony hőmérséklet esetén az akkumulátor töltési és kisütési kapacitása bizonyos mértékig csökken. Nagy energiasűrűségük és könnyű súlyuk miatt a lítium akkumulátorok a legszélesebb körben használt akkumulátorok az elektromos járművekben. A lítium akkumulátorok hőmérséklet-szabályozási követelményeit és az akkumulátor hőterhelését különböző körülmények között, a szakirodalom alapján becsülve, a 2. táblázat mutatja. Az akkumulátorok energiasűrűségének fokozatos növekedésével, a munkakörnyezet hőmérséklet-tartományának bővülésével és a gyors töltési sebesség növekedésével az akkumulátor hőmérséklet-szabályozásának fontossága a hőkezelő rendszerben egyre hangsúlyosabbá vált, nemcsak a különböző útviszonyok és a különböző töltési és kisütési módok kielégítése érdekében. A hőmérséklet-szabályozási terhelés változása a jármű üzemi körülményei között, az akkumulátorcsomagok közötti hőmérsékleti mező egyenletessége, valamint a hőmegfutás megelőzése és szabályozása érdekében a különböző környezeti feltételek, például a súlyos hideg, a magas hőmérséklet és a magas páratartalom, valamint a forró nyári és hideg téli területek hőmérséklet-szabályozási követelményeinek is meg kell felelniük.
2. Az első fokozatú PTC fűtés
Az elektromos járművek iparosodásának kezdeti szakaszában az alapvető technológia alapvetően az akkumulátorok, motorok és egyéb energiaellátó rendszerek cseréjén alapult, fokozatos fejlesztéseken alapulva. Mind a tisztán elektromos, mind az üzemanyaggal működő járművek légkondicionálója a hűtési funkciót a gőzkompressziós cikluson keresztül valósítja meg. A kettő közötti különbség az, hogy az üzemanyaggal működő járművek légkondicionáló kompresszorát közvetve a motor hajtja a szíjjal, míg a tisztán elektromos jármű közvetlenül az elektromos hajtású kompresszort használja a hűtési ciklus meghajtásához. Amikor az üzemanyaggal működő járműveket télen fűtik, a motor hulladékhőjét közvetlenül az utastér fűtésére használják fel további hőforrás nélkül. A tisztán elektromos járművek motorjának hulladékhője azonban nem tudja kielégíteni a téli fűtés igényeit. Ezért a téli fűtés olyan probléma, amelyet a tisztán elektromos járműveknek meg kell oldaniuk. A pozitív hőmérsékleti együtthatójú fűtőberendezés (pozitív hőmérsékleti együttható, PTC) PTC kerámia fűtőelemből és alumínium csőből (PTC hűtőfolyadék-fűtő/PTC légfűtő), amelynek előnyei a kis hőállóság és a magas hőátadási hatékonyság, és amelyet üzemanyaggal működő járművek karosszérialapjában használnak. Ezért a korai elektromos járművek gőzkompressziós hűtőciklusú hűtést és PTC fűtést alkalmaztak az utastér hőszabályozásának eléréséhez.
2.1 A hőszivattyús technológia alkalmazása a második szakaszban
A valóságban az elektromos járművek téli fűtési energiaigénye magas. Termodinamikai szempontból a PTC fűtés COP-értéke mindig kisebb, mint 1, ami magas PTC fűtés energiafogyasztást és alacsony energiafelhasználási arányt eredményez, ami komolyan korlátozza az elektromos járművek futásteljesítményét. A hőszivattyús technológia a gőzkompressziós ciklust használja a környezetben lévő alacsony hőmérséklet hasznosítására, és az elméleti COP fűtés közben nagyobb, mint 1. Ezért a PTC helyett hőszivattyús rendszer használata növelheti az elektromos járművek hatótávolságát fűtési körülmények között. Az akkumulátor kapacitásának és teljesítményének további javításával az akkumulátor működése közbeni hőterhelés is fokozatosan növekszik. A hagyományos léghűtéses szerkezet nem tudja kielégíteni az akkumulátor hőmérséklet-szabályozási követelményeit. Ezért a folyadékhűtés vált az akkumulátor hőmérséklet-szabályozásának fő módszerévé. Továbbá, mivel az emberi test által igényelt kényelmes hőmérséklet hasonló ahhoz a hőmérséklethez, amelyen az akkumulátor normálisan működik, az utastér és az akkumulátor hűtési igényei kielégíthetők az utastér hőszivattyús rendszerében lévő hőcserélők párhuzamos összekapcsolásával. Az akkumulátor hőjét közvetve a hőcserélő és a másodlagos hűtés vezeti el, és az elektromos jármű hőkezelő rendszerének integrációs foka javult. Bár az integráció foka javult, a hőkezelő rendszer ebben a szakaszban csak egyszerűen integrálja az akkumulátor és az utastér hűtését, és az akkumulátor és a motor hulladékhőjét nem hasznosítják hatékonyan.
Közzététel ideje: 2023. április 4.
