Nieuw thermisch beheersysteem voor energievoertuigen
Tijdens het werk en de werking van de auto, omdat de aandrijfcomponenten, besturingssystemen enz. te allen tijde continu in werking zijn, zullen de energieomzetting, mechanische wrijving enz. tijdens de werking van het gehele voertuigsysteem worden uitgedrukt in de vorm van thermische energie, dus is het noodzakelijk om een compleet en efficiënt voertuigthermisch beheersysteem te gebruiken dat de door het voertuig gegenereerde warmte beheert. Het systeem kan de voertuig- en omgevingswarmte coördineren en controleren, zodat elk onderdeel van het voertuig binnen het optimale temperatuurbereik blijft werken. Dit zorgt voor een veilige en comfortabele werkomgeving voor de auto.
Toen auto's zich nog in het traditionele brandstoftijdperk bevonden, kwam de belangrijkste warmtebron van het voertuig tijdens bedrijf van de motor en zijn systemen. Daarom is het een onderzoeksonderwerp geworden in traditionele thermische managementsystemen voor auto's, hoe de warmte van de motor en systemen kan worden afgevoerd en hoe dit deel van de warmte-energie goed kan worden gebruikt. onderwerp. In het tijdperk van voertuigelektrificatie is de warmtebron van het voertuig echter veranderd van de traditionele motor naar componenten zoals stroombatterijen, aandrijfmotoren en gerelateerde elektronische regelsystemen. Aangezien de huidige reguliere vloeibare lithiumbatterij de belangrijkste energiebron is van nieuwe energievoertuigen en een hoog energieniveau heeft en het risico op thermische runaway, hoe kan ervoor worden gezorgd dat de krachtige batterij in het optimale temperatuurbereik werkt en tegelijkertijd het risico op thermal runaway wordt verminderd, en op welke manier Tegelijkertijd kan het ook de levensduur en het voertuigcomfort verbeteren door middel van redelijk warmtebeheer, en het vaarbereik van het voertuig vergroten, wat de onderzoeksrichting is geworden van het thermisch beheer van voertuigen in het nieuwe autotijdperk.
Thermisch beheersysteem voor auto's
Thermisch beheer van auto's is gebaseerd op het perspectief van het hele voertuig, door de afstemming, optimalisatie en controle van de motor van het voertuig (traditioneel of hybride), airconditioning, accu, motor en andere gerelateerde componenten en subsystemen te coördineren, om zo effectief problemen op te lossen het thermische probleem van het hele voertuig. Gerelateerde problemen zorgen ervoor dat elke functionele module zich in het optimale temperatuurbereik bevindt om de economie, het vermogen en de veiligheid van het voertuig te verbeteren. Omdat er enkele verschillen zijn tussen voertuigen op traditionele brandstof en voertuigen op nieuwe energie wat betreft energiebronnen, werkmodi, enz., zijn de thermische beheersystemen van voertuigen ook verschillend.
Thermisch beheer van traditionele brandstofvoertuigen
Afhankelijk van de verdeling van het voertuigruimtegebied kan het thermische beheer van traditionele brandstofvoertuigen in twee delen worden verdeeld: het thermische beheer van het energiesysteem en het thermische beheer van de airconditioning in de cabine.
Thermisch beheer van de aandrijflijn
Hoofdzakelijk samengesteld uit motor en transmissie. Het thermisch beheer van de motor is de focus van het traditionele thermische beheer van auto's. Het geeft de warmte die wordt gegenereerd tijdens de werking van de motor af via het motorkoelsysteem op een luchtgekoelde of vloeistofgekoelde manier om te voorkomen dat de motor oververhit raakt en niet goed functioneert onder bedrijfsomstandigheden met hoge belasting.
Thermisch beheer van het airconditioningsysteem in de cabine
Wanneer de cabine verwarming nodig heeft, wordt de afvalwarmte die door de werking van de motor wordt gegenereerd, gebruikt om de thermische cyclus van de cabine bij lage temperaturen te beheren via het thermische beheersysteem. In warme en hoge temperaturen wordt de koelfunctie van de cabine bereikt door de koeling van het koelmiddel van de airconditioning, om een comfortabele omgeving voor de passagiers te creëren.
Nieuw thermisch beheer van energievoertuigen
Volgens de verdeling van het voertuigruimtegebied omvat het thermische beheer van nieuwe energievoertuigen hoofdzakelijk drie delen: thermisch beheer van het energiesysteem, thermisch beheer van de airconditioning in de cabine en thermisch beheer van de aandrijfregeling. Anders dan bij traditionele auto's kunnen bij puur elektrische modellen van nieuwe energievoertuigen, omdat er geen warmte door de motor wordt geleverd, de airconditioning- en verwarmingsfunctie van de cabine niet worden gerealiseerd via de warmte-uitwisseling van de motor, en alleen worden bereikt via PTC of warmte. pomp airconditioning. aanpassen. Voor nieuwe energiehybride modellen kan, dankzij het behoud van de verbrandingsmotor, cabineverwarming worden bereikt door gebruik te maken van restwarmte van de motor plus PTC of warmtepompairconditioning om samen te werken. Vergeleken met traditionele brandstofvoertuigen hebben nieuwe energievoertuigen hogere koelingseisen voor accu's en elektronische motorregelsystemen, waardoor hun thermische beheersystemen complexer zijn.
Thermisch beheer van de aandrijflijn
Het hier genoemde 'aandrijfsysteem' verwijst specifiek naar de accu en zijn subsystemen voor puur elektrische modellen, en voor hybride modellen verwijst het naar de accu en het motorsysteem. In het motorsysteem van nieuwe energievoertuigen gebruikt de motorkoelingstechnologie dezelfde methode als die van traditionele voertuigen. Voor degenen met energieopwekkingsbehoeften, zoals modellen met een groter bereik, moet een koelsysteem voor de ISG-generator worden toegevoegd. Dit systeem kan onafhankelijk zijn of in serie/parallel worden aangesloten met het koelsysteem van de aandrijfmotor.
Thermisch beheer van stroombatterijen kan in twee modi worden verdeeld: koeling en verwarming. Momenteel omvatten de meest gebruikelijke koelmethoden voor elektrische batterijen voornamelijk: luchtkoeling, vloeistofkoeling, faseveranderingsmateriaalkoeling, heatpipe-koeling en directe koeling.
Luchtkoeling: Met behulp van lucht als warmteoverdrachtsmedium wordt de accu gekoeld door de luchtstroombeweging tijdens het rijden met de auto of de installatie van een afzuigventilator. Deze koelmethode heeft de kenmerken van lage kosten en eenvoudige toepassing, maar de algehele efficiëntie van de warmteafvoer is niet hoog, het geluid is luid en de warmteafvoer is ongelijkmatig.
Vloeistofkoeling: warmte-uitwisseling door vloeistofconvectie om de temperatuur van de batterij te verlagen. Het thermische beheersysteem dat deze methode voor koeling gebruikt, zal kleiner zijn dan het luchtgekoelde systeem en heeft ook de kenmerken van een goed koeleffect en hoge snelheid. Door de aanwezigheid van vloeistof moet de luchtdichtheid van het systeem echter hoger zijn. Anders bestaat er gevaar voor lekkage.
Faseveranderingsmateriaalkoeling (PCM): Wanneer de temperatuur van de voedingsbatterij stijgt, absorberen faseveranderingsmaterialen zoals paraffine, gehydrateerde zouten en vetzuren een grote hoeveelheid latente warmte tijdens het faseveranderingsproces om de batterij te koelen. Als het faseveranderingsmateriaal echter volledig in fase verandert, zal het warmteafgifte-effect erger worden. Momenteel wordt deze methode nog onderzocht voor toepassing in accu's voor auto's.
Warmtepijpkoeling: De batterij wordt gekoeld via een afgesloten container of afgedichte pijp waarvan de twee uiteinden het verdampingsuiteinde en het condensatieuiteinde zijn en gevuld zijn met een verzadigd medium (water, ethyleenglycol of aceton, enz.). Deze methode kan zowel warmte van de batterij absorberen als de batterij verwarmen. Vanwege de technische complexiteit is deze technologie echter nog niet toegepast in massaproductie.
Directe koeling: Door gebruik te maken van het principe van latente verdampingswarmte van koelmiddel (R134a, enz.) wordt een airconditioningsysteem in het voertuig of in het accusysteem tot stand gebracht. De verdamper van het airconditioningsysteem is in het accusysteem geïnstalleerd. Het koudemiddel verdampt in de verdamper en wordt snel en efficiënt verdampt. De warmte van het accusysteem wordt afgevoerd, waardoor het doel van het koelen van het accusysteem wordt bereikt.
