Analyse van verwarmingsoplossingen voor elektrische voertuigen
Luchtverwarming op hoogspanning
Implementatieplan
Figuur 7 toont de systeemstructuur van een hoogspanningsluchtverwarmingssysteem. Verwijder de originele inlaat- en uitlaatpijpen en de verwarmingskern van het voertuig, vervang de verwarmingskern door een luchtverwarmer-PTC van dezelfde grootte en installatiemethode als de originele verwarmingskern van het voertuig, wijzig vervolgens de relevante regelcircuits en isoleer de PTC-kernmaat.
Voordelen
1) Er zijn geen wijzigingen aan de HVAC-structuur vereist.
2) In tegenstelling tot laagspanningsluchtverwarmers, die worden beperkt door vele factoren, zoals het uitgangsvermogen, kunnen hoogspanningsluchtverwarmers een zeer krachtig vermogen en een hoog rendement verwarmen.
3) Door de lucht direct te verwarmen, stijgt de temperatuur in de rijruimte snel.
Nadelen
1) Om ervoor te zorgen dat het airconditioning- en verwarmingssysteem voldoet aan de ontdooi- en ontwasemingsvoorschriften en verwarmingsvereisten, moet het verwarmingsvermogen van de PTC minimaal 3000 W of meer zijn. Dit vermogen is een zeer grote verbruiker in vergelijking met de totale batterijcapaciteit, wat de actieradius van puur elektrische voertuigen ernstig beïnvloedt.
2) PTC's met een verwarmingsvermogen van meer dan 3 000 W zijn in HVAC aangebracht, wat veiligheidsrisico's kan veroorzaken. Het werkspanningsbereik van hoogspanningsluchtverwarming PTC is over het algemeen 250 ~ 450 V (DC) en er moeten hoogspanningsisolatiemaatregelen worden genomen. EN60335 vereist dat het isolatieniveau van hoogspanningsproducten groter dan of gelijk aan 2 000 V moet zijn. Bij het ontwerpen van producten is het noodzakelijk om rekening te houden met de veiligheidsmaatregelen van meerlaagse isolatie (Figuur 8), waardoor de de kosten van het product zelf en maakt de toepassing van het product moeilijk.
3) De hoogspanningsluchtverwarming is in de HVAC geplaatst. Voor de hoogspanningsluchtverwarmer zijn isolatiemaatregelen vereist. Als de temperatuur van de hoogspanningsluchtverwarming anders hoog is, zal de HVAC-behuizing geur produceren en de luchtkwaliteit in de cabine beïnvloeden.
Waterverwarming op hoogspanning
Implementatieplan
Een hoogspanningswaterverwarming, watertank, waterpomp en waterleidingen zijn aan de machinekamer toegevoegd om een gesloten watercirculatiesysteem te vormen met de originele autoverwarmingskern.
Voordelen
Het systeem is zeer efficiënt. Volgens de huidige elektrische compressortechnologie is de COP van het warmtepompsysteem 2,5 bij 0 graad en 2,0 bij -5 graad. Daarom is het gebruik van warmtepompverwarming, uitgaande van het genereren van dezelfde warmte, beter dan het gebruik van elektrische verwarming. De verwarmingsmethode verbruikt minder elektriciteit en kan het rijbereik van het voertuig vergroten.
Moeilijkheden
1) De technologie van de belangrijkste componenten staat nog in de kinderschoenen: kerncomponenten zoals elektrische compressoren, interne condensors, verdampingscondensors en magneetkleppen voor koelpijpleidingen worden nog steeds onderzocht en ontwikkeld. Voor verdampingscondensors is het verlagen van de interne druk een sleutelfactor om de maximale warmteoverdrachtscapaciteit van het product te verbeteren; Een redelijke lamelgrootte kan het risico op bevriezing in de verdampingscondensor verminderen.
2) Onrijpe besturingstechnologie: De besturingstechnologie van de warmtepomp-airconditioning, met name het algoritme voor variabele snelheidsregeling van de elektrische scrollcompressor van het voertuig en het besturingsalgoritme van de magneetklep (conversie tussen airconditioningmodus en warmtepompmodus) zijn onvolwassen.
3) Het warmtepompsysteem heeft een complexe structuur, een groot aantal onderdelen en een moeilijke cabine-indeling.
4) De kosten stijgen enorm en de ontwikkelingscyclus is lang.
5) Naarmate de omgevingstemperatuur daalt, zal de COP-waarde van het warmtepompsysteem afnemen. Wanneer de omgevingstemperatuur lager is dan -10 graad, moet de snelheid van de elektrische compressor meer dan 8 000 tpm bereiken om de thermische balans te behouden. Wanneer de snelheid van de elektrische compressor meer dan 8 000 tpm bereikt, is het geluid erg luid en is het moeilijk om aan de eisen van de relevante normen te voldoen. Daarom wordt de verwarmingsmethode met de warmtepomp sterk beperkt door het temperatuurbereik.
