Verwarmingsoplossing voor puur elektrische voertuigen
Energiebesparing en milieubescherming zijn een gemeenschappelijk thema waar de wereld vandaag de dag voor pleit, en puur elektrische voertuigen zullen in de toekomst een onvermijdelijke trend worden in de ontwikkeling van de auto-industrie. Als handig vervoermiddel is ook het rijcomfort van een auto een belangrijke factor. Puur elektrische voertuigen schakelen de motor uit en hebben niet de restwarmte van de motorkoelvloeistof als warmtebron. Dit is een grote uitdaging voor de cabineverwarming van puur elektrische voertuigen, en biedt ook ontwikkelingsmogelijkheden voor andere verwarmingsmethoden. Momenteel kunnen brandstofverwarming, elektrische verwarming en warmtepompverwarming worden overwogen om het probleem van de cabineverwarming van puur elektrische voertuigen op te lossen.
De meeste elektrische verwarmingsmethoden maken gebruik van PTC-verwarming. PTC is de afkorting van PositiveTemperature Coefficient, wat positieve temperatuurcoëfficiënt betekent, en verwijst in het algemeen naar halfgeleidermaterialen of componenten met een grote positieve temperatuurcoëfficiënt. Meestal verwijst de PTC waarnaar we verwijzen naar de thermistor met positieve temperatuurcoëfficiënt, of kortweg PTC-thermistor. PTC-thermistor is een typische temperatuurgevoelige halfgeleiderweerstand. Wanneer het een bepaalde temperatuur (Curietemperatuur) overschrijdt, neemt de weerstandswaarde ervan scherp toe naarmate de temperatuur stijgt. Dat wil zeggen dat het vermogen van de PTC-verwarmer plotseling tot een minimumwaarde wordt teruggebracht, waardoor de temperatuur weer onder de Curietemperatuur komt. Vanwege dit kenmerk hebben PTC-verwarmers de voordelen van verwarming op constante temperatuur, geen open vuur en een lange levensduur.
Luchtverwarming op laagspanning
Een waterpomp, waterleiding, driewegklep, verwarmingskern, motor en radiatorwatertank worden aan de machinekamer toegevoegd om een gesloten watercirculatiesysteem te vormen, en een laagspanningsluchtverwarmer wordt aan de HVAC-structuur toegevoegd. Wanneer de verwarmingsschakelaar van de airconditionercontroller is ingeschakeld, verandert de driewegklep B de richting van het koelmiddel zodat het koelmiddel door de verwarmingskern stroomt. Afhankelijk van de regeltemperatuur van de auto-interieurtemperatuursensor, de auto-interieurtemperatuur, de openingstemperatuur van de waterpomp en de regeling van de driewegklep A-temperatuur en koelvloeistoftemperatuur om de werkstatus van de PTC en de verwarmingskern te regelen. Wanneer de verwarmingsschakelaar van de airconditionercontroller wordt uitgeschakeld, verandert de driewegklep B de richting van het koelmiddel opnieuw, zodat het koelmiddel niet door de verwarmingskern stroomt.
Voordelen
Omdat de verwarmingskern de restwarmte van de koelvloeistof gebruikt, kan deze het uitgangsvermogen van de laagspanningsluchtverwarmer besparen en een deel van de motorkoelingsfunctie delen, waardoor het uitgangsvermogen van de watertank van de radiator wordt verminderd.
Nadelen
1) De hoeveelheid aanpassingen aan de geërfde delen is relatief groot en de aanpassingskosten zijn hoog.
2) Het gebruik van een laagspanningsluchtverwarmer vereist een bepaalde hoeveelheid rectificatieruimte in het onderste deel van de originele airconditioningverwarming van het voertuig. Het toevoegen van een PTC-hulpverwarmingsapparaat zal echter veranderingen aan de behuizing van de verwarmingsblower veroorzaken. Als u een PTC-hulpapparaat onder de verwarmingskern wilt plaatsen, moeten het luchtkanaal en het voetblaaskanaal in het onderste deel van de behuizing naar beneden worden verplaatst.
3) Het regelcircuit moet opnieuw worden gewijzigd en er moeten regelcomponenten en enkele pijpleidingen worden toegevoegd zodat de controller de waterpomp en de driewegklep kan regelen. De controle is ingewikkeld en de kosten stijgen enorm.
4) De PTC is in de cockpit opgesteld, wat bepaalde veiligheidsrisico's met zich meebrengt.
Luchtverwarming op hoogspanning
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
Een hoogspanningswaterverwarming, watertank, waterpomp en waterleidingen zijn aan de machinekamer toegevoegd om een gesloten watercirculatiesysteem te vormen met de originele autoverwarmingskern.
Voordelen
1) Hoogspanningsapparaten zijn in de machinekamer opgesteld om de veiligheid van de hoogspanning te garanderen en een geoptimaliseerde oplossing te bieden met de hoogste mate van veiligheid en tegelijkertijd de prestaties ervan te garanderen.
2) Waterverwarming, geen geur tijdens het werken.
3) Er zijn geen wijzigingen aan de HVAC-structuur vereist.
4) Wanneer het batterijvermogen te hoog is als gevolg van het terugwinnen van remenergie of andere factoren, kan de hoogspanningswaterverwarmer de overtollige elektrische energie omzetten in warmte-energie en deze opslaan in het watercirculatiesysteem om het gevaar veroorzaakt door overladen van de batterij te voorkomen.
5) In tegenstelling tot het 12V-systeem, dat onderhevig is aan veel beperkingen op het gebied van de vermogensafgifte, kunnen hoogspanningssystemen een zeer sterke vermogensafgifte en een hoog rendement verwarmingsvermogen leveren.
6) In een puur elektronisch HVAC-systeem wordt het vermogen niet beïnvloed door andere factoren, maar wordt het eenvoudig aangepast door het temperatuurbeheersysteem, waardoor een nauwkeurige controle van de binnentemperatuur mogelijk is.
Nadelen
1) De constructie is complex en er worden veel extra onderdelen toegevoegd, wat problemen met zich meebrengt bij de indeling van de machinekamer.
2) De waterverwarmingssnelheid is laag.
3) Het elektrische vermogen van de PTC-verwarming voor waterverwarming bedraagt ongeveer 5,5 kW. Dit vermogen is een zeer groot verbruik vergeleken met de totale batterijcapaciteit, wat de actieradius van elektrische voertuigen ernstig aantast.
