Tekniske krav til termiske styringssystemer
for rene elektriske kjøretøy
Kuldekilden, varmekilden og andre energikilder til klimaanlegget i rene elektriske kjøretøy kommer alle fra batterisystemet. For rene elektriske kjøretøy påvirker klimaanlegget ikke bare kjørekomforten direkte, men også rekkevidden deres.
Klimaanlegget til et rent elektrisk kjøretøy må ikke bare gi kjøle-/varmefunksjoner, men også ta hensyn til systemets energiforbruk, og dermed øke kompleksiteten. På grunn av endringen i krafttype har den elektriske rullekompressoren som brukes i klimaanlegg for elektriske kjøretøy betydelig forbedret verdi og volumetrisk effektivitet sammenlignet med tradisjonelle kompressorer. For tiden bruker elbiler primært PTC-varmere til oppvarming, noe som reduserer rekkevidden betydelig om vinteren. I fremtiden er det forventet at varmepumpeklimaanlegg med høyere varmeeffektivitet gradvis vil bli tatt i bruk.
Det termiske styringssystemet til nye energikjøretøyer må oppfylle kravene til luftkondisjonering i kabinen (kjøling, oppvarming, avdugging osv.), temperaturkontroll av batteripakken og varmeavledning av motor og kontroller. Basert på kravene til omfattende kjøretøys energistyring, kompakthet og lettvektsdesign, utvikler termiske styringssystemer for biler seg gradvis mot integrert kjøretøys termisk styring.
Grovt sett inkluderer termiske styringssystemer for biler hovedsakelig motorkjølesystemer, klimaanlegg og termiske styringssystemer for batterier. Funksjonelt er det delt inn i to hovedkomponenter: motorrommets termiske system og kabinens termiske system, med tre hovedsykluser: motorsyklus, klimaanleggsyklus og intercooler-syklus. Motorens kjølesyklus er relativt enkel, inkludert motor, radiator, termostat og vannpumpe. Klimaanleggssyklusen består hovedsakelig av kondensatoren, kompressoren og ekspansjonsventilen. Funksjonen til det turboladede intercooler-systemet er å øke motorens inntaksluftvolum for å forbedre kraftegenskapene. Problemet er at temperaturen på luften som settes under trykk av turboladeren er veldig høy; direkte inn i motoren vil akselerere aldring av motorens smøreolje, noe som krever at intercooleren senker inntaksluftens temperatur.
1) Klimaanlegg: Tradisjonelle bensinbiler bruker en motor-drevet kompressor for klimaanlegg, mens nye energikjøretøyer bare kan brukeelektriske kompressorer. I bensinbiler er klimaanlegget og motorkjøleprosessene relativt uavhengige, mens i nye energikjøretøyer er de tre elektriske kjølesystemene nært forbundet, og deler vanligvis en kaldkilde med batterikjølesystemet. I bensinbiler fungerer motoren som varmekilde, og bruker en vannpumpe for å drive vannsirkulasjon for oppvarming. For øyeblikket bruker de fleste nye energikjøretøyer elektrisk oppvarming, men den fremtidige trenden går mot mer energieffektive-luftkondisjoneringssystemer med varmepumper.
(2) Termisk styring av batterier:Det optimale driftstemperaturområdet for strømbatterier er 20–30 grader. Ved lave temperaturer er batterikapasiteten lavere, og lade-/utladingsytelsen er dårlig; ved høye temperaturer forkortes batterisyklusens levetid, og for høye temperaturer kan til og med føre til sikkerhetsproblemer som eksplosjoner. Flere battericeller er koblet i serie og parallelt for å danne en batteripakke, og varmen som genereres under lading og utlading påvirker hverandre. Å holde batteripakken innenfor et rimelig temperaturområde krever et komplekst termisk batteristyringssystem.
(3) Termisk styring av motor og elektronisk kontrollsystem: Motorene og elektroniske kontrollkomponentene til nye energikjøretøyer har høye varmeavledningskrav under drift og krever vanligvis aktiv kjøling. Disse komponentene krever ofte bare kjøleenheter.
