Overzicht van koelsystemen in nieuwe energievoertuigen
I. Overzicht van koelsystemen
Het koelsysteem van een nieuw energievoertuig, beter omschreven als een thermisch beheersysteem, heeft als kerntaak ervoor te zorgen dat belangrijke componenten zoals de accu, de motor en het elektronische regelsysteem binnen hun optimale temperatuurbereik werken om de veiligheid, prestaties, levensduur en actieradius van het voertuig te garanderen.
1. Veiligheid: Voorkomt thermische oververhitting veroorzaakt door oververhitting van de accu.
2. Prestaties: Zorgt ervoor dat het elektrische aandrijfsysteem het geleverde vermogen niet beperkt als gevolg van oververhitting onder hoge belasting (zoals snel accelereren en rijden op hoge- snelheid).
3. Levensduur: Door de batterijtemperatuur binnen een ideaal bereik te houden (doorgaans rond de 30 graden), wordt de achteruitgang van de batterijcapaciteit aanzienlijk vertraagd.
4. Rijbereik: Efficiënt thermisch beheer vermindert het energieverbruik voor verwarming of koeling en maakt rationeel gebruik van restwarmte, waardoor het daadwerkelijke rijbereik wordt vergroot.
II. Samenstelling en functies van het thermische managementsysteem
Het thermische beheersysteem van een nieuw energievoertuig bestaat doorgaans uit de volgende aan elkaar gekoppelde subsystemen:
1. Thermisch beheersysteem voor energiebatterijen
Dit is het kern- en meest uitdagende aspect van het hele systeem.
(1) Doelstelling:Om een uniforme temperatuur van het batterijpakket te behouden en deze binnen het optimale werkingsvenster te houden in een externe omgeving variërend van -30 graden tot 55 graden.
(2) Koelmethoden:
① Luchtkoeling: eenvoudige structuur en lage kosten, maar lage koelefficiëntie en slechte temperatuuruniformiteit; voornamelijk gebruikt in modellen uit het vroege of lage- segment.
② Vloeistofkoeling: momenteel de reguliere oplossing. Warmte-uitwisseling vindt plaats via koelvloeistof die door vloeibare koelplaten in het batterijpakket stroomt. Hoog rendement, goede temperatuuruniformiteit en ondersteunt snel opladen en hoog vermogen.
③ Directe koeling (koelmiddelkoeling): maakt gebruik van het koelmiddel van de airconditioning om de warmte in het accupakket direct te verdampen en te absorberen; de hoogste koelsnelheid, maar het systeem is complex en kostbaar.
(3) Verwarmingsmethoden:
① PTC-verwarmer: Verdeeld in lucht-verwarmde PTC (verwarmingslucht) en water-verwarmde PTC (verwarmingskoelvloeistof). Dit laatste is momenteel meer mainstream en kan worden geïntegreerd met het vloeistofkoelsysteem.
② Integratie van airconditioning met warmtepomp: absorbeert warmte uit de omgeving; de energie-efficiëntieverhouding is veel hoger dan die van PTC, waardoor het een sleuteltechnologie is voor het verbeteren van het winterbereik.
2. Thermisch beheersysteem voor motor- en elektrische besturing
(1) Doel: warmte afvoeren van componenten met hoog-vermogen, zoals de motor, motorcontroller (omvormer) en-geïntegreerde lader, waardoor prestatievermindering of schade als gevolg van hoge temperaturen wordt voorkomen.
(2) Methode: Er wordt meestal gebruik gemaakt van vloeistofkoeling. Het deelt doorgaans een koelvloeistofcircuit met het vloeistofkoelsysteem van de batterij, maar is vertakt en wordt geregeld via kleppen, warmtewisselaars en andere componenten.
3. Thermisch beheersysteem voor airconditioning (cockpit).
(1) Doelstelling: Zorgen voor koeling en verwarming van het passagierscompartiment.
(2) Koeling: Net als bij traditionele auto's wordt er gebruik gemaakt van een elektrische compressor om de koelcyclus te realiseren.
(3) Verwarming:
① PTC-verwarming: een vroege oplossing die snelle verwarming biedt, maar met een extreem hoog energieverbruik, wat ernstige gevolgen heeft voor de winterperiode.
② Airco met warmtepomp: de huidige high{0}}-ontwikkelingstrend. Het maakt gebruik van een vier-omkeerklep om de koelmiddelstroom te schakelen, waardoor warmte van de lage- buitenlucht naar het interieur van het voertuig wordt "overgedragen", waardoor een energie-efficiëntieverhouding wordt bereikt die twee tot drie keer hoger is dan bij PTC.
III. Belangrijkste bedrijfsmodi
1. Werking op hoge zomertemperaturen-
(1) Accu/motor vereist warmteafvoer, cabine heeft koeling nodig.
(2) Het systeem geeft prioriteit aan airconditioning voor cabinekoeling en gebruikt het koelsysteem voor efficiënte batterijkoeling.
(3) De motorwarmte wordt afgevoerd via een lage- radiator.
2. Winter lage-werking op temperatuur (geen warmtepomp)
(1) Accu heeft verwarming nodig, cabine heeft verwarming nodig.
(2) Is voornamelijk afhankelijk van een PTC met hoog-vermogen, wat resulteert in een extreem hoog energieverbruik en een aanzienlijk kleiner bereik.
3. Wintermodus op lage -temperatuur (met warmtepomp + terugwinning van afvalwarmte)
(1) Ideale modus. De warmtepomp onttrekt warmte aan de omgeving voor de cabine.
(2) Afvalwarmte van het elektrische aandrijfsysteem wordt verzameld en geprioriteerd voor batterijverwarming; de resterende warmte helpt de verwarming van de cabine.
(3) Vermindert de PTC-gebruiksfrequentie aanzienlijk, waardoor het winterbereik effectief wordt verbeterd.
4. Snelle oplaadbediening
(1) Opladen met hoge- stroom genereert een grote hoeveelheid warmte, waardoor actieve koeling nodig is.
(2) Het systeem start de airconditioner en gebruikt het koelsysteem om de accu te koelen om de laadsnelheid en veiligheid te garanderen.