Frá árinu 2014 hefur rafbílaiðnaðurinn smám saman orðið vinsæll. Meðal þeirra hefur hitastýring rafbíla smám saman orðið vinsæl. Þar sem drægni rafbíla er ekki aðeins háð orkuþéttleika rafhlöðunnar, heldur einnig tækni hitastýringarkerfis ökutækisins. Hitastýringarkerfi rafhlöðunnar hefur einnig...upplifunhóf ferli frá grunni, frá vanrækslu til athygli.
Svo í dag skulum við tala umhitastýring rafknúinna ökutækja, hvað eru þeir að stjórna?
Líkt og ólíkt á milli hitastýringar rafknúinna ökutækja og hefðbundinnar hitastýringar ökutækja
Þetta atriði er sett í fyrsta sæti vegna þess að eftir að bílaiðnaðurinn gekk inn í nýja orkutímabilið hafa umfang, framkvæmdaraðferðir og þættir varmastjórnunar breyst mikið.
Það er óþarfi að fjölyrða meira um uppbyggingu hitastýringar hefðbundinna eldsneytisökutækja hér, og fagmenn hafa verið mjög skýrir á því að hefðbundin hitastýring felur aðallega í sérhitastjórnunarkerfi fyrir loftkælingu og hitastýringarkerfi drifrásarinnar.
Hitastjórnunararkitektúr rafknúinna ökutækja byggir á hitastjórnunararkitektúr eldsneytisökutækja og bætir við rafrænu hitastjórnunarkerfi rafmótors og hitastjórnunarkerfi rafhlöðunnar. Ólíkt eldsneytisökutækjum eru rafknúin ökutæki viðkvæmari fyrir hitabreytingum og hitastig er lykilþáttur í öryggi, afköstum og endingu þeirra. Hitastjórnun er nauðsynleg leið til að viðhalda viðeigandi hitastigsbili og einsleitni. Þess vegna er hitastjórnunarkerfi rafhlöðunnar sérstaklega mikilvægt og hitastjórnun rafhlöðunnar (varmaleiðni/varmaleiðni/varmaeinangrun) tengist beint öryggi rafhlöðunnar og stöðugleika aflsins eftir langtímanotkun.
Svo, hvað varðar smáatriði, þá eru aðallega eftirfarandi munir.
Mismunandi hitagjafar loftkælingar
Loftræstikerfi hefðbundinna eldsneytisbíla samanstendur aðallega af þjöppu, þétti, útvíkkunarloka, uppgufunartæki, leiðslum og öðru.íhlutir.
Við kælingu er kælimiðillinn notaður í þjöppunni og hitinn í bílnum fjarlægður til að lækka hitastigið, sem er meginreglan á bak við kælingu. Vegna þess að...þjöppuvinnslan Þar sem vélin þarf að knýja hana áfram mun kælingarferlið auka álagið á vélina og þess vegna segjum við að sumarloftkælingin kosti meiri olíu.
Eins og er er nánast öll upphitun ökutækja með eldsneyti notað með því að nota hita úr kælivökva vélarinnar - mikið magn af úrgangshita sem myndast við vélina er hægt að nota til að hita loftkælinguna. Kælivökvinn rennur í gegnum varmaskipti (einnig þekktur sem vatnstankur) í heita loftkerfinu og loftið sem blásarinn flytur er varmaskipti við kælivökvann vélarinnar og loftið er hitað og síðan sent inn í bílinn.
Hins vegar, í köldu umhverfi, þarf vélin að ganga lengi til að hækka vatnshitastigið í rétt hitastig og notandinn þarf að þola kuldann lengi í bílnum.
Hitun nýrra orkugjafa ökutækja byggir aðallega á rafmagnshiturum, rafhitarar eru með vindhitara og vatnshitara. Meginreglan um lofthitara er svipuð og hjá hárþurrku, sem hitar beint loftið í gegnum hitunarplötuna og veitir þannig heitt loft í bílinn. Kosturinn við vindhitara er að upphitunartíminn er hraður, orkunýtingarhlutfallið er örlítið hærra og hitunarhitinn er hár. Ókosturinn er að upphitunarvindurinn er sérstaklega þurr, sem veldur þurrki í mannslíkamanum. Meginreglan um vatnshitara er svipuð og hjá rafmagnsvatnshitara, sem hitar kælivökvann í gegnum hitunarplötuna og háhitakælivökvinn rennur í gegnum kjarna heita loftsins og hitar síðan loftið í hringrásinni til að ná fram innri upphitun. Upphitunartími vatnshitarans er örlítið lengri en lofthitarans, en hann er líka mun hraðari en hjá eldsneytisökutækjum, og vatnspípan tapar hita í lághitaumhverfi og orkunýtnin er örlítið lægri. Xiaopeng G3 notar vatnshitarann sem nefndur er hér að ofan.
Hvort sem um er að ræða vindhitun eða vatnshitun, þá þarf rafgeyma fyrir rafknúin ökutæki til að útvega rafmagn og megnið af rafmagninu er notað í ...loftkæling upphitun í umhverfi með lágt hitastig. Þetta leiðir til minnkaðrar akstursdrægni rafknúinna ökutækja í umhverfi með lágt hitastig.
Samanburðurmeð Vandamálið með hægan upphitunarhraða eldsneytisökutækja í lághitaumhverfi, notkun rafhitunar fyrir rafknúin ökutæki getur stytt upphitunartímann til muna.
Hitastjórnun rafgeyma
Í samanburði við hitastýringu véla eldsneytisökutækja eru kröfur um hitastýringu rafkerfis rafknúinna ökutækja strangari.
Þar sem besta hitastigsbil rafhlöðunnar er mjög lítið þarf hitastig rafhlöðunnar almennt að vera á bilinu 15 til 40 gráður.° C. Hins vegar er umhverfishitastigið sem almennt er notað í ökutækjum -30~40° C, og akstursskilyrði raunverulegra notenda eru flókin. Hitastýring þarf að bera kennsl á og ákvarða akstursskilyrði ökutækja og ástand rafhlöðunnar á skilvirkan hátt, og framkvæma bestu hitastýringu og leitast við að ná jafnvægi milli orkunotkunar, afkösta ökutækis, afkösta rafhlöðunnar og þæginda.
Til að draga úr kvíða um drægni er rafgeymisgeta rafbíla að stækka og orkuþéttleikinn að hækka og hækka; Á sama tíma er nauðsynlegt að leysa mótsögnina um of langan hleðslutíma fyrir notendur og hraðhleðsla og ofurhraðhleðsla komu til sögunnar.
Hvað varðar hitastjórnun, þá veldur hraðhleðsla með miklum straumi meiri hitamyndun og meiri orkunotkun rafhlöðunnar. Ef hitastig rafhlöðunnar er of hátt við hleðslu getur það ekki aðeins valdið öryggisáhættu heldur einnig leitt til vandamála eins og minnkaðrar skilvirkni rafhlöðunnar og hraðari hnignunar á endingartíma rafhlöðunnar. Hönnun áhitastjórnunarkerfier erfið prófraun.
Hitastjórnun rafknúinna ökutækja
Aðlögun þæginda fyrir farþega í farþegarými
Hitastig innandyra í ökutæki hefur bein áhrif á þægindi farþega. Í tengslum við skynjunarlíkön mannslíkamans er rannsókn á flæði og varmaflutningi í stjórnklefanum mikilvæg leið til að bæta þægindi og afköst ökutækisins. Frá hönnun yfirbyggingar, frá loftkælingarúttaki, áhrifum sólarljósgeislunar á gler ökutækisins og heildarhönnun yfirbyggingarinnar, ásamt loftkælingarkerfinu, er tekið tillit til áhrifa á þægindi farþega.
Þegar ekið er ökutæki ættu notendur ekki aðeins að upplifa aksturstilfinninguna sem fylgir sterkri afköstum ökutækisins, heldur er þægindi í farþegarýminu einnig mikilvægur þáttur.
Stilling á rekstrarhita rafhlöðu
Rafhlaða getur lent í mörgum vandamálum við notkun, sérstaklega við hitastig rafhlöðunnar. Aflslækkun litíumrafhlöðu er alvarleg í mjög lágu hitastigi og öryggisáhættu í háu hitastigi. Notkun rafhlöðu í öfgafullum tilfellum er mjög líkleg til að valda rafhlöðunni skaða og draga úr afköstum og endingu rafhlöðunnar.
Megintilgangur hitastýringar er að tryggja að rafhlöðupakkinn virki alltaf innan viðeigandi hitastigsbils til að viðhalda bestu rekstrarskilyrðum rafhlöðupakkans. Hitastýringarkerfi rafhlöðunnar felur aðallega í sér þrjár aðgerðir: varmadreifingu, forhitun og hitajöfnun. Varmadreifing og forhitun eru aðallega stilltar út frá hugsanlegum áhrifum hitastigs utanaðkomandi umhverfis á rafhlöðuna. Hitajöfnun er notuð til að draga úr hitamismuni innan rafhlöðupakkans og koma í veg fyrir hraða hrörnun af völdum ofhitnunar á ákveðnum hluta rafhlöðunnar.
Kerfi fyrir hitastjórnun rafhlöðu sem notuð eru í rafknúnum ökutækjum sem nú eru á markaðnum eru aðallega skipt í tvo flokka: loftkæld og vökvakæld.
Meginreglan umloftkælt hitastjórnunarkerfi Þetta er frekar eins og varmaleiðnireglan í tölvunni, þar sem kælivifta er sett í annan hluta rafhlöðunnar og í hinum endanum er loftræsting sem flýtir fyrir loftflæði milli rafhlöðunnar með viftunni og fjarlægir þannig hitann sem rafhlaðan gefur frá sér þegar hún er í gangi.
Einfaldlega sagt, loftkæling er að bæta við viftu á hlið rafhlöðunnar og kæla rafhlöðuna með því að blása í viftuna, en vindurinn sem viftan blæs verður fyrir áhrifum af utanaðkomandi þáttum og skilvirkni loftkælingarinnar minnkar þegar hitastigið utandyra er hærra. Rétt eins og að blása í viftu gerir þig ekki kaldari á heitum degi. Kosturinn við loftkælingu er einföld uppbygging og lágur kostnaður.
Vökvakæling fjarlægir hitann sem rafhlaðan myndar við notkun í gegnum kælivökvapípulagnina inni í rafhlöðupakkanum til að lækka hitastig rafhlöðunnar. Af raunverulegri notkun hefur fljótandi miðillinn háan varmaflutningsstuðul, mikla varmagetu og hraðari kælihraða, og Xiaopeng G3 notar vökvakælikerfi með meiri kælinýtni.
Einfaldlega sagt er meginreglan um vökvakælingu að koma vatnspípu fyrir í rafhlöðupakkanum. Þegar hitastig rafhlöðupakkans er of hátt er kalt vatn hellt í vatnspípuna og hitinn er tekinn burt með köldu vatni til að kæla niður. Ef hitastig rafhlöðupakkans er of lágt þarf að hita hana upp.
Þegar ekið er kröftuglega eða hlaðið hratt myndast mikill hiti við hleðslu og afhleðslu rafhlöðunnar. Þegar hitastig rafhlöðunnar er of hátt er þjöppunni ræst og lághitakælimiðillinn rennur í gegnum kælivökvann í kælirörinu í varmaskipti rafhlöðunnar. Lághitakælimiðillinn rennur inn í rafhlöðupakkann til að leiða frá sér hitann, þannig að rafhlaðan geti viðhaldið besta hitastigsbilinu, sem bætir öryggi og áreiðanleika rafhlöðunnar til muna við notkun bílsins og styttir hleðslutímann.
Í mjög köldum vetrum, vegna lágs hitastigs, minnkar virkni litíumrafhlöðu, afköst rafhlöðunnar minnka verulega og rafhlöðurnar geta ekki verið afhlaðnar með mikilli afköstum eða hraðhlaðnar. Kveiktu á vatnshitaranum til að hita kælivökvann í rafhlöðurásinni og háhitakælivökvinn hitar rafhlöðuna. Þetta tryggir að ökutækið geti einnig hraðhlaðið og haft langa akstursdrægni í lágu hitastigi.
Rafstýring og rafeindastýring með miklum afköstum í kælingu og varmaleiðni rafmagnshluta
Nýir orkugjafar hafa náð alhliða rafvæðingaraðgerðum og eldsneytisaflskerfið hefur verið breytt í rafkerfi. Rafhlöðan getur framleitt allt að ...370V jafnspenna til að sjá ökutækinu fyrir afli, kælingu og upphitun og veita afl til ýmissa rafmagnsíhluta í bílnum. Við akstur ökutækisins mynda öflugir rafmagnsíhlutir (eins og mótorar, DCDC, mótorstýringar o.s.frv.) mikinn hita. Hátt hitastig rafmagnstækja getur valdið bilun í ökutækinu, aflstakmörkunum og jafnvel öryggishættu. Hitastjórnun ökutækis þarf að dreifa mynduðum hita í tæka tíð til að tryggja að öflugir rafmagnsíhlutir ökutækisins séu innan öruggs rekstrarhitastigs.
Rafstýringarkerfi G3 rafknúna drifsins notar vökvakælingu til að dreifa hitanum. Kælivökvinn í leiðslum rafdælukerfisins rennur í gegnum mótorinn og aðra hitunarbúnað til að flytja burt hita rafmagnshlutanna og rennur síðan í gegnum kælinn við framinntaksgrind ökutækisins og rafeindaviftan er kveikt á til að kæla kælivökvann sem hefur náð háum hita.
Nokkrar hugmyndir um framtíðarþróun varmastjórnunariðnaðarins
Lítil orkunotkun:
Til að draga úr mikilli orkunotkun sem loftkæling veldur hefur loftkæling með hitadælum smám saman vakið mikla athygli. Þó að almennt hitadælukerfi (sem notar R134a sem kælimiðil) hafi ákveðnar takmarkanir í umhverfinu sem það er notað í, svo sem mjög lágt hitastig (undir -10° C) getur ekki virkað, kæling í umhverfi með miklum hita er ekki frábrugðin venjulegri loftkælingu í rafknúnum ökutækjum. Hins vegar, í flestum hlutum Kína, getur vor- og haustvertíðin (umhverfishitastig) dregið verulega úr orkunotkun loftkælingar og orkunýtnihlutfallið er 2 til 3 sinnum hærra en hjá rafmagnshiturum.
Lágt hávaði:
Eftir að rafknúna ökutækið hefur ekki hávaða frá vélinni, þá er hávaðinn sem myndast við notkun þessþjöppanog notendur kvarta auðveldlega yfir rafrænum viftum að framan þegar loftkælingin er kveikt á til kælingar. Skilvirkir og hljóðlátir rafrænir viftur og stórir þjöppur draga úr hávaða sem myndast við notkun og auka kæligetu.
Lágt verð:
Kæli- og hitunaraðferðir hitastjórnunarkerfa nota aðallega vökvakælikerfi og hitaþörfin fyrir rafhlöðuhitun og loftkælingu í lághitaumhverfi er mjög mikil. Núverandi lausn er að auka rafmagnshita til að auka hitaframleiðslu, sem leiðir til mikils hlutakostnaðar og mikillar orkunotkunar. Ef bylting verður í rafhlöðutækni til að leysa eða draga úr hörðum hitastigskröfum rafhlöðu, mun það leiða til mikillar hagræðingar í hönnun og kostnaði við hitastjórnunarkerfi. Skilvirk nýting á úrgangshita sem myndast af mótornum við akstur ökutækisins mun einnig hjálpa til við að draga úr orkunotkun hitastjórnunarkerfisins. Þýtt aftur á móti er minnkun á afkastagetu rafhlöðunnar, aukning á akstursdrægni og lækkun á kostnaði ökutækisins.
Greindur:
Rafvæðing er þróunarstefna rafbíla og hefðbundnar loftkælingar eru aðeins takmarkaðar við kælingu og hitun til að þróast snjallar. Hægt er að bæta loftkælingu enn frekar til að styðja við stór gögn út frá bílvenjum notenda, eins og fjölskyldubíl, og hægt er að aðlaga hitastig loftkælingarinnar á snjallan hátt að mismunandi fólki eftir að það sest inn í bílinn. Kveikið á loftkælingunni áður en farið er út svo að hitastigið í bílnum nái þægilegu hitastigi. Snjall rafknúna loftúttakið getur sjálfkrafa stillt stefnu loftúttaksins eftir fjölda fólks í bílnum, stöðu og stærð líkamans.
Birtingartími: 20. október 2023