Desde 2014, la industria de los vehículos eléctricos se ha calentado gradualmente. Entre ellos, la gestión térmica de vehículos de vehículos eléctricos se ha calentado gradualmente. Debido a que la gama de vehículos eléctricos depende no solo de la densidad de energía de la batería, sino también de la tecnología del sistema de gestión térmica del vehículo. El sistema de gestión térmica de la batería también tieneexperienciaNació un proceso desde cero, de negligencia a la atención.
Así que hoy, hablemos de lagestión térmica de vehículos eléctricos, ¿Qué están manejando?
Similitudes y diferencias entre la gestión térmica de vehículos eléctricos y la gestión térmica del vehículo tradicional
Este punto se pone en primer lugar porque después de que la industria automotriz ha entrado en la nueva era energética, el alcance, los métodos de implementación y los componentes de la gestión térmica han cambiado enormemente.
No hay necesidad de decir más sobre la arquitectura de gestión térmica de los vehículos de combustible tradicionales aquí, y los lectores profesionales han sido muy claros de que la gestión térmica tradicional incluye principalmente laSistema de gestión térmica de aire acondicionado y el subsistema de gestión térmica del tren motriz.
La arquitectura de gestión térmica de los vehículos eléctricos se basa en la arquitectura de gestión térmica de los vehículos de combustible, y agrega el sistema de gestión térmica electrónica de motor eléctrico y el sistema de gestión térmica de la batería, a diferencia de los vehículos de combustible, los vehículos eléctricos son más sensibles a los cambios de temperatura, la temperatura es una clave Factor para determinar su seguridad, rendimiento y vida, el manejo térmico es un medio necesario para mantener el rango de temperatura y la uniformidad apropiados. Por lo tanto, el sistema de gestión térmica de la batería es particularmente crítico, y la gestión térmica de la batería (disipación de calor/conducción de calor/aislamiento de calor) está directamente relacionado con la seguridad de la batería y la consistencia de la potencia después del uso a largo plazo.
Entonces, en términos de detalles, existen principalmente las siguientes diferencias.
Diferentes fuentes de calor de aire acondicionado
El sistema de aire acondicionado del camión de combustible tradicional está compuesto principalmente de compresor, condensador, válvula de expansión, evaporador, tubería y otroscomponentes.
Al enfriar, el refrigerante (refrigerante) es realizado por el compresor, y el calor en el automóvil se retira para reducir la temperatura, que es el principio de refrigeración. Porqueel trabajo del compresor Debe ser conducido por el motor, el proceso de refrigeración aumentará la carga del motor, y esta es la razón por la que decimos que el aire acondicionado de verano cuesta más petróleo.
En la actualidad, casi toda la calefacción del vehículo de combustible es el uso del calor del refrigerante del refrigerante del motor: una gran cantidad de calor de desecho generado por el motor se puede usar para calentar el aire acondicionado. El refrigerante fluye a través del intercambiador de calor (también conocido como el tanque de agua) en el sistema de aire caliente, y el aire transportado por el ventilador se intercambia calor con el refrigerante del motor, y el aire se calienta y luego se envía al automóvil.
Sin embargo, en el entorno frío, el motor debe funcionar durante mucho tiempo para elevar la temperatura del agua a la temperatura correcta, y el usuario necesita soportar el frío durante mucho tiempo en el automóvil.
La calefacción de nuevos vehículos de energía se basa principalmente en calentadores eléctricos, los calentadores eléctricos tienen calentadores de viento y calentadores de agua. El principio del calentador de aire es similar al del secador de pelo, que calienta directamente el aire circulante a través de la hoja de calefacción, proporcionando así aire caliente al automóvil. La ventaja del calentador de viento es que el tiempo de calentamiento es rápido, la relación de eficiencia energética es ligeramente más alta y la temperatura de calentamiento es alta. La desventaja es que el viento de calentamiento es particularmente seco, lo que trae una sensación de sequedad al cuerpo humano. El principio del calentador de agua es similar al del calentador de agua eléctrico, que calienta el refrigerante a través de la hoja de calefacción, y el refrigerante de alta temperatura fluye a través del núcleo de aire caliente y luego calienta el aire circulante para lograr el calentamiento interior. El tiempo de calentamiento del calentador de agua es ligeramente más largo que el del calentador de aire, pero también es mucho más rápido que el del vehículo de combustible, y la tubería de agua tiene pérdida de calor en el entorno de baja temperatura, y la eficiencia energética es ligeramente menor . El XiaOpeng G3 usa el calentador de agua mencionado anteriormente.
Ya sea que se trate de calefacción por viento o calefacción de agua, para vehículos eléctricos, se necesitan baterías eléctricas para proporcionar electricidad, y la mayor parte de la electricidad se consume encalefacción de aire acondicionado en entornos de baja temperatura. Esto da como resultado un rango de conducción reducido de vehículos eléctricos en entornos de baja temperatura.
Comparared con El problema de la velocidad de calentamiento lenta de los vehículos de combustible en ambientes a baja temperatura, el uso de calefacción eléctrica para vehículos eléctricos puede acortar en gran medida el tiempo de calefacción.
Gestión térmica de baterías eléctricas
En comparación con la gestión térmica del motor de los vehículos de combustible, los requisitos de gestión térmica del sistema de energía del vehículo eléctrico son más estrictos.
Debido a que el mejor rango de temperatura de trabajo de la batería es muy pequeño, la temperatura de la batería generalmente se requiere entre 15 y 40° C. Sin embargo, la temperatura ambiente comúnmente utilizada por los vehículos es -30 ~ 40° C, y las condiciones de conducción de los usuarios reales son complejas. El control de gestión térmica debe identificar y determinar de manera efectiva las condiciones de conducción de los vehículos y el estado de las baterías, y llevar a cabo el control óptimo de temperatura, y esforzarse por lograr un equilibrio entre el consumo de energía, el rendimiento del vehículo, el rendimiento de la batería y la comodidad.
Para aliviar la ansiedad de rango, la capacidad de la batería de vehículos eléctricos se está volviendo cada vez mayor, y la densidad de energía se está volviendo cada vez más alta; Al mismo tiempo, es necesario resolver la contradicción del tiempo de espera de carga demasiado largo para los usuarios, y la carga rápida y la carga súper rápida surgieron.
En términos de gestión térmica, la carga rápida de alta corriente trae una mayor generación de calor y un mayor consumo de energía de la batería. Una vez que la temperatura de la batería es demasiado alta durante la carga, no solo puede causar riesgos de seguridad, sino que también conducir a problemas como la eficiencia de la batería reducida y la disminución de la duración de la batería acelerada. El diseño desistema de gestión térmicaes una prueba severa.
Gestión térmica de vehículos eléctricos
Ajuste de comodidad de la cabina del ocupante
El entorno térmico interior del vehículo afecta directamente la comodidad del ocupante. En combinación con el modelo sensorial del cuerpo humano, el estudio del flujo y la transferencia de calor en la cabina es un medio importante para mejorar la comodidad del vehículo y mejorar el rendimiento del vehículo. Desde el diseño de la estructura del cuerpo, desde la salida de aire acondicionado, el vidrio del vehículo afectado por la radiación solar y el diseño de todo el cuerpo, combinado con el sistema de aire acondicionado, se considera el impacto en la comodidad de los ocupantes.
Al conducir un vehículo, los usuarios no solo deben experimentar la sensación de conducción traída por la fuerte potencia de salida del vehículo, sino que la comodidad del entorno de la cabina es una parte importante.
Control de ajuste de temperatura de funcionamiento de la batería
La batería en el uso del proceso encontrará muchos problemas, especialmente en la temperatura de la batería, la batería de litio en el entorno de temperatura extremadamente baja, la atenuación de energía es grave, en el entorno de alta temperatura es propenso a los riesgos de seguridad, el uso de baterías en extrema Es muy probable que los cajas causen daño a la batería, reduciendo así el rendimiento y la vida de la batería.
El objetivo principal de la gestión térmica es hacer que la batería siempre funcione dentro del rango de temperatura apropiado para mantener la mejor condición de trabajo de la batería. El sistema de gestión térmica de la batería incluye principalmente tres funciones: disipación de calor, precalentamiento e igualación de temperatura. La disipación de calor y el precalentamiento se ajustan principalmente al posible impacto de la temperatura del entorno externo en la batería. La ecualización de la temperatura se utiliza para reducir la diferencia de temperatura dentro del paquete de baterías y evitar la disminución rápida causada por el sobrecalentamiento de una determinada parte de la batería.
Los sistemas de gestión térmica de la batería utilizados en los vehículos eléctricos ahora en el mercado se dividen principalmente en dos categorías: refrigerado por aire y refrigerado por líquido.
El principio delsistema de gestión térmica refrigerada por aire es más como el principio de disipación de calor de la computadora, se instala un ventilador de enfriamiento en una sección del paquete de baterías y el otro extremo tiene una ventilación, que acelera el flujo de aire entre las baterías a través del trabajo del ventilador, como Para quitar el calor emitido por la batería cuando funciona.
Para decirlo sin rodeos, el enfriamiento de aire es agregar un ventilador al costado de la batería y enfriar la batería soplando el ventilador, pero el viento volado por el ventilador se verá afectado por factores externos y la eficiencia del enfriamiento del aire se reducirá cuando la temperatura exterior sea mayor. Al igual que soplar un ventilador no te hace más fresco en un día caluroso. La ventaja del enfriamiento por aire es una estructura simple y bajo costo.
El enfriamiento líquido elimina el calor generado por la batería durante el trabajo a través del refrigerante en la tubería de refrigerante dentro de la batería para lograr el efecto de reducir la temperatura de la batería. Desde el efecto de uso real, el medio líquido tiene un coeficiente de transferencia de calor alto, una gran capacidad de calor y una velocidad de enfriamiento más rápida, y Xiaopeng G3 utiliza un sistema de enfriamiento líquido con mayor eficiencia de enfriamiento.
En términos simples, el principio de enfriamiento líquido es organizar una tubería de agua en la batería. Cuando la temperatura de la batería es demasiado alta, se vierte agua fría en la tubería de agua y el agua fría se quita el fuego para enfriarse. Si la temperatura de la batería es demasiado baja, debe calentarse.
Cuando el vehículo se conduce vigorosamente o se carga rápidamente, se genera una gran cantidad de calor durante la carga y descarga de la batería. Cuando la temperatura de la batería sea demasiado alta, encienda el compresor, y el refrigerante a baja temperatura fluye a través del refrigerante en el tubo de enfriamiento del intercambiador de calor de la batería. El refrigerante a baja temperatura fluye a la batería para quitar el calor, de modo que la batería pueda mantener el mejor rango de temperatura, lo que mejora en gran medida la seguridad y la confiabilidad de la batería durante el uso del automóvil y acorta el tiempo de carga.
En el invierno extremadamente frío, debido a la baja temperatura, la actividad de las baterías de litio se reduce, el rendimiento de la batería se reduce considerablemente y la batería no puede ser descarga de alta potencia o carga rápida. En este momento, encienda el calentador de agua para calentar el refrigerante en el circuito de la batería, y el refrigerante de alta temperatura calienta la batería. Asegura que el vehículo también pueda tener una capacidad de carga rápida y un largo rango de conducción en un entorno de baja temperatura.
Control electrónico de accionamiento eléctrico y alta potencia Piezas eléctricas Disipación de calor de enfriamiento
Los nuevos vehículos de energía han alcanzado funciones integrales de electrificación, y el sistema de energía de combustible se ha cambiado a un sistema de energía eléctrica. La batería de alimentación sale aVoltaje de CC de 370 V Para proporcionar energía, enfriamiento y calefacción para el vehículo, y suministrar energía a varios componentes eléctricos en el automóvil. Durante la conducción del vehículo, los componentes eléctricos de alta potencia (como motores, DCDC, controladores de motor, etc.) generarán mucho calor. La alta temperatura de los electrodomésticos puede causar falla del vehículo, limitación de energía e incluso riesgos de seguridad. La gestión térmica del vehículo debe disipar el calor generado a tiempo para garantizar que los componentes eléctricos de alta potencia del vehículo estén en el rango de temperatura de trabajo seguro.
El sistema de control electrónico de unidad eléctrica G3 adopta la disipación de calor de enfriamiento líquido para la gestión térmica. El refrigerante en la tubería electrónica del sistema de accionamiento de la bomba fluye a través del motor y otros dispositivos de calefacción para llevar el calor de las partes eléctricas, y luego fluye a través del radiador en la rejilla de admisión delantera del vehículo, y el ventilador electrónico se enciende Enfríe el refrigerante de alta temperatura.
Algunos pensamientos sobre el desarrollo futuro de la industria de gestión térmica
Bajo consumo de energía:
Para reducir el gran consumo de energía causado por el aire acondicionado, el aire acondicionado de la bomba de calor ha recibido gradualmente una gran atención. Aunque el sistema general de la bomba de calor (usando R134A como refrigerante) tiene ciertas limitaciones en el entorno utilizada, como una temperatura extremadamente baja (por debajo de -10° C) No puede funcionar, la refrigeración en el entorno de alta temperatura no es diferente del aire acondicionado de vehículos eléctricos ordinarios. Sin embargo, en la mayor parte de China, la temporada de primavera y otoño (temperatura ambiente) puede reducir efectivamente el consumo de energía de aire acondicionado, y la relación de eficiencia energética es de 2 a 3 veces mayor que los de los calentadores eléctricos.
Bajo ruido:
Después de que el vehículo eléctrico no tiene la fuente de ruido del motor, el ruido generado por la operación deel compresorY el ventilador electrónico frontal cuando el aire acondicionado se enciende para la refrigeración es fácil de quejarse por los usuarios. Los productos de ventilador electrónico eficientes y tranquilos y los compresores de gran desplazamiento ayudan a reducir el ruido causado por la operación al tiempo que aumenta la capacidad de enfriamiento
Bajo costo:
Los métodos de enfriamiento y calentamiento del sistema de gestión térmica utilizan principalmente el sistema de enfriamiento de líquidos, y la demanda de calor de calefacción de batería y calentamiento de aire acondicionado en un entorno de baja temperatura es muy grande. La solución actual es aumentar el calentador eléctrico para aumentar la producción de calor, lo que aporta un alto costo de piezas y un alto consumo de energía. Si hay un avance en la tecnología de la batería para resolver o reducir los duros requisitos de temperatura de las baterías, traerá una gran optimización en el diseño y el costo de los sistemas de gestión térmica. El uso eficiente del calor de los residuos generado por el motor durante el funcionamiento del vehículo también ayudará a reducir el consumo de energía del sistema de gestión térmica. Regreso traducido es la reducción de la capacidad de la batería, la mejora del rango de conducción y la reducción del costo del vehículo.
Inteligente:
Un alto grado de electrificación es la tendencia de desarrollo de los vehículos eléctricos, y los aires acondicionados tradicionales solo se limitan a las funciones de refrigeración y calefacción para desarrollar inteligente. El aire acondicionado se puede mejorar aún más al soporte de Big Data en función de los hábitos de automóviles de usuario, como el automóvil familiar, la temperatura del aire acondicionado se puede adaptar de manera inteligente a diferentes personas después de que se suban al automóvil. Encienda el aire acondicionado antes de salir para que la temperatura en el automóvil alcance una temperatura cómoda. La salida de aire eléctrico inteligente puede ajustar automáticamente la dirección de la salida de aire de acuerdo con la cantidad de personas en el automóvil, la posición y el tamaño del cuerpo.
Tiempo de publicación: octubre-20-2023