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Vistas:0 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2023-05-16 Origen:Sitio
El funcionamiento de los vehículos eléctricos puros utiliza electricidad como energía y el vehículo es impulsado por un sistema de accionamiento eléctrico.El sistema de gestión térmica de los vehículos de nueva energía es muy diferente al de los vehículos de combustible tradicional.En los vehículos de nueva energía, las baterías y los motores generan calor durante el trabajo, mientras que en los vehículos de combustible tradicional, el motor genera calor.El sistema de gestión térmica de los vehículos de nueva energía requiere un control preciso de la temperatura, principalmente la temperatura de la cabina, la temperatura de la batería y la temperatura del tren motriz.Por lo tanto, el sistema de gestión térmica de los vehículos de nueva energía será más complicado.Para los vehículos de nueva energía, resolver la contradicción entre el rango de crucero y la comodidad de conducción de los vehículos de nueva energía es un problema urgente que los vehículos de nueva energía deben resolver.
El sistema de aire acondicionado es la clave para la gestión térmica del coche.Tanto el conductor como los pasajeros buscan la comodidad del automóvil.La función importante del acondicionador de aire del automóvil es hacer que el compartimiento de pasajeros logre un ambiente cómodo para conducir y montar, ajustando la temperatura, la humedad y la velocidad del viento en el compartimiento de pasajeros del automóvil.El principio del acondicionador de aire convencional para automóviles es enfriar o calentar la temperatura dentro del automóvil a través del principio termofísico de absorción de calor por evaporación y liberación de calor por condensación.Cuando la temperatura exterior es baja, se puede enviar aire caliente a la cabina para que el conductor y los pasajeros no sientan frío.La capacidad de enviar aire a baja temperatura a la cabina cuando la temperatura exterior es alta mantiene al conductor y a los pasajeros más frescos.Por lo tanto, el aire acondicionado del automóvil juega un papel muy importante en el aire acondicionado del automóvil y en la comodidad de los ocupantes.
Los acondicionadores de aire tradicionales para vehículos de combustible se componen principalmente de cuatro componentes: evaporador, condensador, compresor y válvula de expansión.
Un compresor es un dispositivo de potencia que puede comprimir un refrigerante gaseoso de baja temperatura y baja presión en un refrigerante gaseoso de alta temperatura y alta presión.Los compresores generalmente se instalan en el motor de los vehículos de combustible, y el compresor es accionado por el motor para que funcione.
El evaporador es un dispositivo de intercambio de calor instalado en la cabina.El principio de funcionamiento del evaporador es utilizar la evaporación para absorber calor y enfriar.Cuando el refrigerante líquido de baja temperatura y baja presión pasa a través del evaporador, el refrigerante líquido se vaporiza y absorbe el calor en el compartimiento, enfriando así rápidamente el compartimiento.
El condensador también es un dispositivo de intercambio de calor y está instalado fuera del compartimiento.El principio de funcionamiento del condensador es calentar condensando y absorbiendo calor.Cuando el refrigerante gaseoso de alta temperatura y alta presión pasa a través del condensador, el calor se libera al aire exterior a través del enfriamiento forzado por el ventilador, de modo que el refrigerante gaseoso de alta temperatura y alta presión se transforma en un refrigerante de temperatura media. y refrigerante líquido de alta presión.
Una válvula de expansión es un dispositivo que expande un líquido de temperatura media y alta presión en líquido de baja temperatura y baja presión.La válvula de expansión generalmente se instala en la entrada del evaporador y expande el refrigerante líquido de temperatura media y alta presión en un refrigerante líquido de baja temperatura y baja presión, de modo que el refrigerante ingresa al evaporador para absorber el calor en el compartimento del vehículo.
El aire acondicionado del automóvil se compone de un sistema de refrigeración, un sistema de calefacción y un sistema de ventilación.Estos tres sistemas componen el conjunto del aire acondicionado del coche.El principio de la refrigeración de vehículos de combustible tradicional son los cuatro pasos de compresión, condensación, expansión y evaporación, como se muestra en la Figura 1. Al repetir estos cuatro pasos, se puede garantizar el funcionamiento del sistema de refrigeración.Luego, el evaporador continúa enfriando la cabina.
El principio de la calefacción de vehículos de combustible tradicional es utilizar el calor residual del motor del vehículo para calentar la cabina del vehículo.En primer lugar, el agua de refrigeración con mayor temperatura que sale de la camisa de agua de refrigeración del motor entra en el núcleo de aire caliente.Un ventilador sopla aire frío a través del núcleo del calentador.Luego, el aire calentado se puede inyectar en la cabina para calentar la cabina o descongelar las ventanas.El agua de refrigeración regresa al motor después de salir del calentador, completando un ciclo.
Los dispositivos de conducción de los vehículos de nueva energía y los vehículos de combustible tradicional son diferentes.El compresor de aire acondicionado de un vehículo de combustible es accionado por el motor, mientras que el compresor de aire acondicionado de un vehículo de nueva energía es accionado por un motor.Por lo tanto, el compresor de aire acondicionado en el vehículo de nueva energía no puede ser accionado por el motor, sino que se utiliza un compresor eléctrico para comprimir el refrigerante.El principio básico de los vehículos de nueva energía es el mismo que el de los vehículos de combustible tradicional, utilizando la condensación para liberar calor y la evaporación para absorber calor y enfriar el habitáculo.Es solo que el compresor se cambia a un compresor eléctrico.En la actualidad, el compresor scroll se utiliza principalmente para comprimir el refrigerante.
El modo de calefacción de los vehículos de nueva energía es bastante diferente al de los vehículos de combustible tradicional.El modo de calefacción de los vehículos de combustible tradicional es transferir el calor residual del motor al compartimento a través del refrigerante para calentar el compartimento.Los vehículos de nueva energía no tienen motor, por lo que no hay ningún proceso para que el motor caliente la cabina.Utiliza otros modos de calefacción para calentar la cabina.A continuación se proporcionan varios métodos de calefacción de aire acondicionado de vehículos de nueva energía.
El calentador de semiconductores está compuesto por elementos semiconductores y terminales para realizar funciones de refrigeración y calefacción.El termopar de este sistema es el componente básico para la refrigeración y la calefacción, y su estructura se muestra en la Figura 2. Conecte dos dispositivos semiconductores para formar un termopar.Después de conectar la corriente continua, se generará calor y diferencia de temperatura en la interfaz para calentar el interior de la cabina.La principal ventaja de la calefacción por semiconductores es que puede calentar la cabina rápidamente.Su principal desventaja es que el calentamiento de semiconductores consume mucha electricidad.Para los vehículos de nueva energía que necesitan perseguir el kilometraje, sus deficiencias son fatales.Por lo tanto, no puede cumplir con los requisitos de los vehículos de nueva energía para el ahorro de energía de los acondicionadores de aire.También es más necesario que las personas realicen investigaciones sobre métodos de calentamiento de semiconductores y diseñen un método de calentamiento de semiconductores eficiente y que ahorre energía.
El componente principal del PTC es el termistor.La calefacción por hilo calefactor eléctrico es un dispositivo que convierte directamente la energía eléctrica en energía térmica.El sistema de calentamiento de aire PTC es convertir el núcleo de aire caliente de un vehículo de combustible tradicional en un calentador de aire PTC.Se utiliza un ventilador para impulsar el aire exterior a través del calentador PTC para calentar.El aire calentado se envía al interior de la cabina para calentar la cabina.Debido a su consumo directo de energía, el consumo de energía de los vehículos de nueva energía también es relativamente grande cuando el calentador está encendido.
La fontanería PTC, al igual que la calefacción por aire PTC, genera calor mediante el consumo de electricidad.Pero el sistema de plomería funciona calentando primero el refrigerante con el PTC.Después de que el refrigerante se calienta a una cierta temperatura, el refrigerante se bombea al núcleo del calentador para intercambiar calor con el aire circundante.Un ventilador envía aire caliente a la cabina para calentar la cabina.Luego, el agua de refrigeración es calentada por PTC y recíproca.Este sistema de calefacción es más confiable y seguro que el enfriamiento por aire PTC.
El principio del sistema de aire acondicionado con bomba de calor es el mismo que el del sistema de aire acondicionado tradicional del automóvil.El acondicionador de aire con bomba de calor puede realizar la conversión de calefacción y refrigeración de la cabina, y su principio se muestra en la Figura 3 y la Figura 4. Se utiliza una válvula inversora de cuatro vías para cambiar la dirección del flujo del refrigerante en el sistema, a fin de Lograr el proceso de refrigeración e intercambio de calor.Dado que el acondicionador de aire con bomba de calor no consume directamente energía eléctrica para generar calor, el grado de ahorro de energía del acondicionador de aire con bomba de calor es mayor que el del calentador PTC.En la actualidad, los acondicionadores de aire con bomba de calor se han producido en serie en algunos vehículos.
La gestión térmica del sistema de potencia del automóvil se divide en la gestión térmica del sistema de potencia del vehículo de combustible tradicional y la gestión térmica del sistema de potencia del vehículo de nueva energía.Ahora, la gestión térmica del sistema de energía de los vehículos de combustible tradicional está muy madura.Los vehículos de combustible tradicional funcionan con motores, por lo que la gestión térmica del motor es el centro de atención de la gestión térmica del vehículo tradicional.La gestión térmica del motor incluye principalmente el sistema de refrigeración del motor.Más del 30% del calor en el sistema de un automóvil debe ser disipado por el circuito de enfriamiento del motor para evitar que el motor se sobrecaliente bajo cargas elevadas.El refrigerante del motor se utiliza para calentar la cabina.
La planta de energía de un vehículo de combustible tradicional consta del motor y la transmisión de un vehículo de combustible tradicional, mientras que un vehículo de nueva energía consta de una batería, un motor y un control electrónico.Los métodos de gestión térmica de los dos han cambiado mucho.El rango de temperatura de funcionamiento normal de la batería de energía de los vehículos de nueva energía es de 25 a 40 ℃.Por lo tanto, la gestión térmica de una batería requiere tanto mantenerla caliente como disiparla.Al mismo tiempo, la temperatura del motor no debe ser demasiado alta.Si la temperatura del motor es demasiado alta, afectará la vida útil del motor.Por lo tanto, el motor también necesita llevar a cabo las medidas de disipación de calor necesarias durante el uso.La siguiente es una introducción al sistema de gestión térmica de la batería y al sistema de gestión térmica del control electrónico del motor y otros componentes.
El sistema de gestión térmica de la batería de alimentación se divide principalmente en refrigeración por aire, refrigeración líquida, enfriamiento de material de cambio de fase y enfriamiento de tubería de calor basado en diferentes medios de enfriamiento.Los principios y las estructuras del sistema de los diferentes métodos de enfriamiento son bastante diferentes.
A través del flujo de aire, el paquete de baterías realiza un intercambio de calor por convección con el aire exterior.El enfriamiento por aire generalmente se divide en enfriamiento natural y enfriamiento forzado.El enfriamiento natural es cuando el aire exterior enfría la batería cuando el automóvil está en marcha.El enfriamiento por aire forzado consiste en instalar un ventilador para enfriamiento forzado contra el paquete de baterías.Las ventajas del enfriamiento por aire son el bajo costo y la fácil aplicación comercial.Las desventajas son la baja eficiencia de disipación de calor, la gran tasa de ocupación del espacio y los graves problemas de ruido.
El flujo de líquido elimina el calor del paquete de baterías.Dado que la capacidad de calor específico del líquido es mayor que la del aire, el efecto de enfriamiento del enfriamiento por líquido es mejor que el del enfriamiento por aire, y la velocidad de enfriamiento también es más rápida que la del enfriamiento por aire.La distribución de la temperatura después de enfriar el paquete de baterías también es relativamente uniforme.Por lo tanto, la refrigeración líquida también se usa ampliamente comercialmente.Pero la refrigeración líquida también tiene desventajas.La desventaja es que existe el riesgo de fugas, la complejidad es relativamente grande y el costo de mantenimiento es alto.
Los materiales de cambio de fase (PCM) incluyen parafina, sales hidratadas, ácidos grasos, etc. Cuando ocurre un cambio de fase, puede absorber o liberar una gran cantidad de calor latente mientras su propia temperatura permanece sin cambios.PCM tiene una gran capacidad de almacenamiento de energía térmica sin consumo de energía adicional, y es ampliamente utilizado en refrigeración de la batería de productos electrónicos como teléfonos móviles.Sin embargo, la aplicación de baterías de energía para automóviles aún se encuentra en estado de investigación.Los materiales de cambio de fase sufren de baja conductividad térmica, lo que hace que el PCM se derrita en el lado que hace contacto con la batería.Sin embargo, otras partes no se funden, lo que reduce el rendimiento de transferencia de calor del sistema y no es adecuado para baterías de gran tamaño.Si se pueden resolver estos problemas, la refrigeración PCM se convertirá en la solución de desarrollo con mayor potencial para la gestión térmica de los vehículos de nueva energía.
Un tubo de calor es un dispositivo basado en la transferencia de calor por cambio de fase.Un tubo de calor es un recipiente sellado o tubo sellado lleno de un medio/líquido de trabajo (agua, etilenglicol o acetona, etc.) en un estado saturado.Una sección del tubo de calor es el extremo de evaporación y el otro extremo es el extremo de condensación.No solo puede absorber el calor de la batería, sino también calentar la batería.Actualmente es el sistema de gestión térmica de batería de potencia más ideal.
El enfriamiento directo es una forma de instalar el evaporador del sistema de aire acondicionado en la caja de la batería para enfriar la caja de la batería rápidamente utilizando el principio de evaporación y absorción de calor de refrigerantes como el refrigerante R134a.El sistema de enfriamiento directo tiene una alta eficiencia de enfriamiento y una gran capacidad de enfriamiento.
Los anteriores son los principales métodos de gestión térmica de las cinco baterías de potencia, y sus respectivas ventajas y desventajas se muestran en la Tabla 1.
