Waarom hebben traditionele brandstofvoertuigen en nieuwe energievoertuigen thermisch beheer nodig?
Architectuur van traditioneel thermisch managementsysteem voor voertuigen met interne verbrandingsmotor: Traditionele thermische managementsystemen voor voertuigen draaien ook om motorkoeling. De thermische beheermodule is verdeeld in drie subsecties: motor, airconditioning en luchtinlaat.
Het thermische beheersysteem van nieuwe energievoertuigen bestaat uit drie delen: het thermische beheer van de cabine, het thermische beheer van het batterijsysteem en het koelsysteem met elektronische motorregeling. Voertuigen op nieuwe energie hebben geen motor als bron van warmte-energie en er is een nieuw thermisch beheersysteem voor de batterij toegevoegd. Aan de andere kant zijn de prestaties van batterijen en voedingscomponenten temperatuurgevoelig, wat de warmtewisselaar van de Chiller, het koelteam, het elektronische expansieventiel, de elektronische waterpomp en het elektronische water aandrijft. Ook de vraag naar kleppen, elektrische compressoren en andere onderdelen neemt toe en er komen PTC-verwarmers of warmtepompsystemen bij.
1. Het doel van het thermisch beheer van de motor: een soepele koude start en het voorkomen van "koken"
Voor het thermische beheersysteem van traditionele voertuigen met verbrandingsmotor zijn de belangrijkste doelen van thermisch beheer twee:
(1) Bij koud weer de auto snel opwarmen om een koude start te bewerkstelligen.
(2) Voorkom dat de motor bij warm weer gaat "koken". Wanneer de motor van een traditioneel voertuig met verbrandingsmotor een tijdje is uitgeschakeld, is de motor afgekoeld en is de temperatuur lager dan de normale bedrijfstemperatuur. De motorolie stroomt door de zwaartekracht terug naar de oliecarter. Wanneer het voertuig opnieuw wordt gestart, moet de olie in het oliecarter via de oliepomp naar verschillende bewegende delen en wrijvingsparen worden getransporteerd via de oliekanalen, en moet er een bepaalde oliedruk tot stand worden gebracht en gehandhaafd.
In koude wintergebieden, zoals in het noordoosten bij -35 graad, is de verneveling van benzine extreem slecht. Bij het starten moet een veel grotere hoeveelheid olie dan bij normaal starten worden geïnjecteerd om een voorwaardelijk verbrandingsmengsel te verkrijgen, en de ontsteking is moeilijk en de starttijd bij lage temperatuur is uiteraard langer. Over het algemeen is het normaal om binnen 15 seconden succesvol te starten bij -35 graad . Directe injectie in de cilinder verbetert de prestaties bij koude start.
Omdat de olietemperatuur erg laag is en de viscositeit toeneemt, is het moeilijk om de motoronderdelen snel te smeren bij lage temperaturen, waardoor het tijd kost om de olietemperatuur te verhogen. Aan de andere kant zijn de openingen tussen de interne delen van de motor groot en kost het enige tijd om op te warmen. kan de gespecificeerde speling pas geleidelijk worden bereikt na voorverwarmen en uitzetten. Als zich tijdens het proces van olietoevoer en oliedrukopbouw nog geen oliefilm tussen de componenten heeft gevormd, vooral de hydraulische klepstoters in de cilinderkop, moeten deze een olievulproces ondergaan. Op dit moment is de klepspeling groot en wordt er een normaal mechanisch "klik"-geluid geproduceerd wanneer de klep gesloten en op zijn plaats zit. Mechanische slijtage veroorzaakt door problemen bij de koude start heeft een zeer ernstige impact op de motor. Meer dan 80% van de motorslijtage wordt veroorzaakt tijdens de koude startfase.
'Kokend' betekent dat de antivries-koelvloeistof kookt, wat aangeeft dat het water 'gekookt' is. Onder normale omstandigheden zal de koelvloeistof het kookpunt niet bereiken. Als zich een "kooksituatie" voordoet, betekent dit een storing in het koelmiddel, een storing in het circulatiekoelsysteem en andere problemen met het thermisch beheer.
De afgelopen jaren heeft de binnenlandse auto-industrie zich snel ontwikkeld, met de opkomst van veel onafhankelijke merken, en zijn problemen met thermisch beheer steeds prominenter geworden. Het plaatsen van koelmodules in het motorcompartiment met beperkte ruimte zal onvermijdelijk grote obstakels veroorzaken voor de stroom koellucht, wat kan leiden tot lokale oververhitting. , slechte luchtstroom aan de koude kant en andere problemen. Als de OEM warmtewisselaars en ventilatoren selecteert zonder redelijke berekeningen en analyses voor de selectie van warmtewisselaars voor het koelsysteem, zal dit leiden tot problemen met de afstemming tussen koelmodules en tussen de koelmodule en de motor. Dit zorgt ervoor dat de koelvloeistoftemperatuur te hoog is bij lage snelheden of extreme omstandigheden zoals klimmen, waardoor de motor gaat "koken". Dit zorgt er verder voor dat de sterkte van drijfstangen, zuigers, zuigerveren en andere componenten wordt verminderd of vervormd, waardoor het voor de auto moeilijk wordt om normale rijbelastingen te weerstaan en de normale werking van verschillende onderdelen wordt verstoord, waardoor de betrouwbaarheid van het hele voertuig wordt aangetast.
2. Doel van het thermisch beheer van nieuwe energievoertuigen: verwarming in de cabine om een geschikte bedrijfstemperatuur voor de drie energiesystemen te bieden
Het thermisch rendement van traditionele verbrandingsmotoren kan ongeveer 40% bereiken. Via een effectief thermisch beheersysteem kan de door de motor gegenereerde afvalwarmte worden teruggewonnen en aan de cockpit worden geleverd voor verwarming. Nieuwe energievoertuigen kunnen echter niet de warmte gebruiken die door verbranding wordt gegenereerd. De reguliere verwarmingsoplossingen omvatten lucht (windverwarming) PTC, waterverwarming PTC en airconditioning met warmtepomp. Het verwarmingsprincipe van het PTC-thermistor-verwarmingssysteem is eenvoudig en vertrouwt op de stroom die door een weerstand gaat om warmte te genereren. De PTC die in puur elektrische voertuigen wordt gebruikt, is een halfgeleiderthermistor.
Het kenmerk van PTC is dat naarmate de temperatuur stijgt, de weerstand van het PTC-materiaal ook toeneemt. Deze eigenschap bepaalt dat bij constante spanning de PTC-verwarmer sneller opwarmt als de temperatuur laag is, en als de temperatuur stijgt, wordt de weerstand groter en wordt de stroom kleiner. Omdat de PTC kleiner is, verbruikt de PTC minder energie, waardoor de temperatuur relatief constant blijft.
PTC-koelvloeistofverwarmer wordt vaak gecombineerd met het motorkoelwatercircuit; luchtverwarming PTC is om de PTC rechtstreeks op de verwarmingskern van de cabine te installeren, de lucht in de auto door de ventilator te laten circuleren en de lucht in de cabine direct te verwarmen via de PTC-verwarming. De structuur is relatief eenvoudig. PTC-technologie heeft de voordelen van lage kosten, een eenvoudig productieproces en snelle verwarming. Het gebruik van PTC om elektrische voertuigen te verwarmen zal het rijbereik van het voertuig echter ernstig verkleinen, en de COP van PTC-technologie is minder dan 1 en het rendement is laag. In deze context heeft de warmtepomptechnologie meer aandacht getrokken.
