Desde 2014, la industria de los vehículos eléctricos se ha ido calentando gradualmente. Entre ellos, la gestión térmica de los vehículos eléctricos se ha ido calentando gradualmente. Porque la autonomía de los vehículos eléctricos depende no sólo de la densidad energética de la batería, sino también de la tecnología del sistema de gestión térmica del vehículo. El sistema de gestión térmica de la batería también tieneexperimentarComencé un proceso desde cero, desde el descuido hasta la atención.
Así que hoy hablemos delGestión térmica de vehículos eléctricos.¿Qué están manejando?
Similitudes y diferencias entre la gestión térmica del vehículo eléctrico y la gestión térmica del vehículo tradicional
Este punto se pone en primer lugar porque después de que la industria automotriz entró en la nueva era energética, el alcance, los métodos de implementación y los componentes de la gestión térmica han cambiado enormemente.
No es necesario decir más aquí sobre la arquitectura de gestión térmica de los vehículos de combustible tradicionales, y los lectores profesionales han sido muy claros en que la gestión térmica tradicional incluye principalmente lasistema de gestión térmica del 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 del 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 clave. Para determinar su seguridad, rendimiento y vida útil, la gestión térmica es un medio necesario para mantener el rango de temperatura adecuado y la uniformidad. 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 térmico) está directamente relacionada con la seguridad de la batería y la consistencia de la energía después de un uso prolongado.
Entonces, en términos de detalles, existen principalmente las siguientes diferencias.
Diferentes fuentes de calor del aire acondicionado.
El sistema de aire acondicionado del camión de combustible tradicional se compone principalmente de compresor, condensador, válvula de expansión, evaporador, tubería y otros.componentes.
Al enfriar, el compresor extrae el refrigerante (refrigerante) y el calor del automóvil se elimina para reducir la temperatura, que es el principio de la refrigeración. Porqueel compresor funciona necesita ser impulsado 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 de vehículos de combustible utiliza el calor del refrigerante del motor; una gran cantidad de calor residual generado por el motor se puede utilizar para calentar el aire acondicionado. El refrigerante fluye a través del intercambiador de calor (también conocido como tanque de agua) en el sistema de aire caliente, y el aire transportado por el soplador se intercambia calor con el refrigerante del motor, y el aire se calienta y luego se envía al automóvil.
Sin embargo, en un ambiente frío, el motor debe funcionar durante mucho tiempo para elevar la temperatura del agua a la temperatura adecuada, y el usuario debe soportar el frío durante mucho tiempo en el automóvil.
La calefacción de los vehículos de nueva 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 que circula a través de la lámina calefactora, proporcionando así aire caliente al automóvil. La ventaja del calentador eólico es que el tiempo de calentamiento es rápido, el índice de eficiencia energética es ligeramente mayor y la temperatura de calentamiento es alta. La desventaja es que el viento calefactor es especialmente seco, lo que provoca una sensación de sequedad en el cuerpo humano. El principio del calentador de agua es similar al del calentador de agua eléctrico, que calienta el refrigerante a través de la lámina calefactora, y el refrigerante de alta temperatura fluye a través del núcleo de aire caliente y luego calienta el aire circulante para lograr la calefacción 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 ambiente de baja temperatura, y la eficiencia energética es ligeramente menor. . El Xiaopeng G3 utiliza el calentador de agua mencionado anteriormente.
Ya sea calentamiento eólico o calentamiento de agua, para los vehículos eléctricos, se necesitan baterías para proporcionar electricidad, y la mayor parte de la electricidad se consume encalefacción aire acondicionado en ambientes de baja temperatura. Esto da como resultado una autonomía de conducción reducida de los vehículos eléctricos en entornos de baja temperatura.
comparared con Para abordar el problema de la lenta velocidad de calentamiento de los vehículos de combustible en entornos de baja temperatura, el uso de calefacción eléctrica para vehículos eléctricos puede acortar en gran medida el tiempo de calentamiento.
Gestión térmica de baterías de energía.
En comparación con la gestión térmica del motor de los vehículos de combustible, los requisitos de gestión térmica del sistema de energía de los vehículos eléctricos son más estrictos.
Debido a que el mejor rango de temperatura de funcionamiento de la batería es muy pequeño, generalmente se requiere que la temperatura de la batería esté 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 la gestión térmica debe identificar y determinar eficazmente las condiciones de conducción de los vehículos y el estado de las baterías, llevar a cabo un control óptimo de la temperatura y esforzarse por lograr un equilibrio entre el consumo de energía, el rendimiento del vehículo, el rendimiento de la batería y el confort.
Para aliviar la ansiedad por la autonomía, la capacidad de la batería de los vehículos eléctricos es cada vez mayor y la densidad de energía es cada vez mayor; Al mismo tiempo, es necesario resolver la contradicción del tiempo de espera de carga demasiado largo para los usuarios, y surgió la carga rápida y la carga súper rápida.
En términos de gestión térmica, la carga rápida de alta corriente aporta una mayor generación de calor y un mayor consumo energético 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 puede provocar problemas como una reducción de la eficiencia de la batería y una aceleración del deterioro de su vida útil. El diseño desistema de gestión térmicaEs una prueba severa.
Gestión térmica del vehículo eléctrico.
Ajuste del confort de la cabina de los ocupantes
El ambiente térmico interior del vehículo afecta directamente al confort del ocupante. Combinado 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 mismo. Desde el diseño de la estructura de la carrocería, desde la salida del aire acondicionado, los cristales del vehículo afectados por la radiación solar y el diseño de toda la carrocería, combinado con el sistema de aire acondicionado, se considera el impacto en el confort de los ocupantes.
Al conducir un vehículo, los usuarios no sólo deben experimentar la sensación de conducción que brinda la fuerte potencia de salida del vehículo, sino que también la comodidad del ambiente de la cabina es una parte importante.
Control de ajuste de temperatura de funcionamiento de la batería de alimentación.
La batería en el uso del proceso encontrará muchos problemas, especialmente en la temperatura de la batería, la atenuación de energía de la batería de litio en el ambiente de temperatura extremadamente baja es grave, en el ambiente de alta temperatura es propensa a riesgos de seguridad, el uso de baterías en extremo Es muy probable que estos casos causen daños a la batería, reduciendo así su rendimiento y vida útil.
El objetivo principal de la gestión térmica es hacer que la batería funcione siempre dentro del rango de temperatura adecuado para mantener las mejores condiciones de funcionamiento de la batería. El sistema de gestión térmica de la batería incluye principalmente tres funciones: disipación de calor, precalentamiento y ecualización de temperatura. La disipación de calor y el precalentamiento se ajustan principalmente al posible impacto de la temperatura ambiente externa en la batería. La ecualización de temperatura se utiliza para reducir la diferencia de temperatura dentro del paquete de baterías y evitar el rápido deterioro causado por el sobrecalentamiento de una determinada parte de la batería.
Los sistemas de gestión térmica de baterías utilizados en los vehículos eléctricos actualmente en el mercado se dividen principalmente en dos categorías: refrigerados por aire y refrigerados por líquido.
El principio de lasistema de gestión térmica refrigerado por aire Se parece más al 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 un respiradero, que acelera el flujo de aire entre las baterías a través del trabajo del ventilador, de modo que para quitar el calor emitido por la batería cuando está funcionando.
Para decirlo sin rodeos, la refrigeración por aire consiste en agregar un ventilador en el costado de la batería y enfriar la batería soplando el ventilador, pero el viento que sopla el ventilador se verá afectado por factores externos y la eficiencia de la refrigeración por aire. se reducirá cuando la temperatura exterior sea más alta. Al igual que soplar un ventilador no te hace sentir más fresco en un día caluroso. La ventaja de la refrigeración por aire es su estructura simple y su 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 del paquete de batería para lograr el efecto de reducir la temperatura de la batería. Desde el efecto de uso real, el medio líquido tiene un alto coeficiente de transferencia de calor, una gran capacidad calorífica 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 la refrigeración líquida es colocar una tubería de agua en el paquete de baterías. Cuando la temperatura del paquete de baterías es demasiado alta, se vierte agua fría en la tubería de agua y el agua fría elimina el calor para enfriar. Si la temperatura de la batería es demasiado baja, es necesario calentarla.
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 es demasiado alta, enciende el compresor y el refrigerante de baja temperatura fluye a través del refrigerante en el tubo de enfriamiento del intercambiador de calor de la batería. El refrigerante de baja temperatura fluye hacia el paquete de batería para eliminar el calor, de modo que la batería pueda mantener el mejor rango de temperatura, lo que mejora en gran medida la seguridad y 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 descargarse con alta potencia ni cargarse rápidamente. En este momento, encienda el calentador de agua para calentar el refrigerante en el circuito de la batería y el refrigerante de alta temperatura calentará la batería. Garantiza que el vehículo también pueda tener una capacidad de carga rápida y una larga autonomía de conducción en entornos de baja temperatura.
Control electrónico de accionamiento eléctrico y disipación de calor de refrigeración de piezas eléctricas de alta potencia.
Los vehículos de nueva energía han logrado funciones integrales de electrificación y el sistema de energía de combustible se ha cambiado a un sistema de energía eléctrica. La batería de energía produce hastaVoltaje de 370 VCC para proporcionar energía, refrigeración y calefacción al vehículo, y suministrar energía a varios componentes eléctricos del 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 aparatos eléctricos puede causar fallas en el vehículo, limitación de energía e incluso riesgos para la 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 accionamiento eléctrico G3 adopta disipación de calor por refrigeración líquida para la gestión térmica. El refrigerante en la tubería del sistema de accionamiento de la bomba electrónica fluye a través del motor y otros dispositivos de calefacción para disipar el calor de las piezas eléctricas, y luego fluye a través del radiador en la rejilla de entrada delantera del vehículo, y el ventilador electrónico se enciende para enfriar el refrigerante de alta temperatura.
Algunas reflexiones sobre el desarrollo futuro de la industria de la gestión térmica.
Bajo consumo de energía:
Para reducir el gran consumo de energía causado por el aire acondicionado, el aire acondicionado con bomba de calor ha recibido gradualmente gran atención. Aunque el sistema general de bomba de calor (que utiliza R134a como refrigerante) tiene ciertas limitaciones en el ambiente utilizado, como una temperatura extremadamente baja (por debajo de -10° C) no puede funcionar, la refrigeración en ambientes de alta temperatura no es diferente del aire acondicionado normal de un vehículo eléctrico. Sin embargo, en la mayor parte de China, la temporada de primavera y otoño (temperatura ambiente) puede reducir eficazmente el consumo de energía del aire acondicionado, y el índice de eficiencia energética es de 2 a 3 veces mayor que el de los calentadores eléctricos.
Bajo nivel de ruido:
Después de que el vehículo eléctrico no tenga la fuente de ruido del motor, el ruido generado por el funcionamiento delel compresory los usuarios pueden quejarse fácilmente del ventilador electrónico frontal cuando el aire acondicionado está encendido para refrigeración. Los productos de ventiladores electrónicos eficientes y silenciosos y los compresores de gran desplazamiento ayudan a reducir el ruido causado por el funcionamiento al tiempo que aumentan la capacidad de refrigeración.
Bajo costo:
Los métodos de refrigeración y calefacción del sistema de gestión térmica utilizan principalmente un sistema de refrigeración líquida, y la demanda de calor de la calefacción por batería y del aire acondicionado en ambientes de baja temperatura es muy grande. La solución actual es aumentar el calentador eléctrico para aumentar la producción de calor, lo que conlleva un alto coste de piezas y un alto consumo de energía. Si se produce un gran avance en la tecnología de baterías para resolver o reducir los estrictos requisitos de temperatura de las baterías, se logrará una gran optimización en el diseño y el costo de los sistemas de gestión térmica. El uso eficiente del calor residual generado por el motor durante el funcionamiento del vehículo también ayudará a reducir el consumo de energía del sistema de gestión térmica. La traducción es la reducción de la capacidad de la batería, la mejora de la autonomía y la reducción del coste del vehículo.
Inteligente:
Un alto grado de electrificación es la tendencia de desarrollo de los vehículos eléctricos, y los acondicionadores de aire tradicionales solo se limitan a funciones de refrigeración y calefacción para desarrollarse de forma inteligente. El aire acondicionado se puede mejorar aún más con soporte de big data basado en los hábitos del usuario en el automóvil, como en el caso de un automóvil familiar, la temperatura del aire acondicionado se puede adaptar de manera inteligente a diferentes personas después de que suben al automóvil. Enciende el aire acondicionado antes de salir para que la temperatura en el coche alcance una temperatura agradable. La salida de aire eléctrica inteligente puede ajustar automáticamente la dirección de la salida de aire según la cantidad de personas en el automóvil, la posición y el tamaño del cuerpo.
Hora de publicación: 20-oct-2023