Sedan 2014 har elfordonsbranschen gradvis blivit het.Bland dem har fordonets termiska hantering av elfordon gradvis blivit het.Eftersom räckvidden för elfordon beror inte bara på batteriets energitäthet, utan också på fordonets termiska ledningssystem.Batteriets termiska hanteringssystem har ocksåerfarenheten process från grunden, från försummelse till uppmärksamhet.
Så idag, låt oss prata om termisk hantering av elfordon, vad hanterar de?
Likheter och skillnader mellan termisk hantering av elfordon och traditionell fordonsvärmehantering
Denna punkt sätts i första hand eftersom efter att fordonsindustrin har gått in i den nya energieran, har omfattningen, implementeringsmetoderna och komponenterna för värmehantering förändrats avsevärt.
Det finns inget behov av att säga mer om den termiska hanteringsarkitekturen för traditionella bränslefordon här, och professionella läsare har varit mycket tydliga med att traditionell termisk hantering huvudsakligen inkluderar luftkonditioneringens värmeledningssystem och det termiska ledningsundersystemet i drivlinan.
Den termiska hanteringsarkitekturen för elfordon är baserad på den termiska hanteringsarkitekturen för bränslefordon och lägger till elmotorns elektroniska värmeledningssystem och batterivärmehanteringssystemet, till skillnad från bränslefordon är elfordon mer känsliga för temperaturförändringar, temperatur är en nyckel faktor för att bestämma dess säkerhet, prestanda och livslängd, är termisk hantering ett nödvändigt medel för att upprätthålla lämpligt temperaturområde och enhetlighet.Därför är det termiska hanteringssystemet för batteriet särskilt kritiskt, och den termiska hanteringen av batteriet (värmeavledning/värmeledning/värmeisolering) är direkt relaterad till batteriets säkerhet och kraftens konsistens efter långvarig användning.
Så när det gäller detaljer finns det huvudsakligen följande skillnader.
Olika värmekällor för luftkonditionering
Luftkonditioneringssystemet för traditionell bränslebil består huvudsakligen av kompressor, kondensor, expansionsventil, förångare, rörledning och andrakomponenter.
Vid kylning görs köldmediet (köldmediet) av kompressorn, och värmen i bilen tas bort för att sänka temperaturen, vilket är principen för kylning.Eftersom kompressorarbetet måste drivas av motorn kommer kylprocessen att öka belastningen på motorn, och det är anledningen till att vi säger att sommarluftkonditioneringen kostar mer olja.
För närvarande är nästan all uppvärmning av bränslefordon användningen av värme från motorns kylvätska - en stor mängd spillvärme som genereras av motorn kan användas för att värma luftkonditioneringen.Kylvätskan strömmar genom värmeväxlaren (även känd som vattentanken) i varmluftssystemet, och luften som transporteras av fläkten värmeväxlas med motorns kylvätska, och luften värms upp och skickas sedan in i bilen.
Men i den kalla miljön behöver motorn gå länge för att höja vattentemperaturen till rätt temperatur, och användaren måste utstå kylan under lång tid i bilen.
Uppvärmningen av nya energifordon är huvudsakligen beroende av elvärmare, elvärmare har vindvärmare och varmvattenberedare.Principen för luftvärmaren liknar den för hårtorken, som direkt värmer den cirkulerande luften genom värmeplåten, vilket ger varm luft till bilen.Fördelen med vindvärmaren är att uppvärmningstiden är snabb, energieffektiviteten är något högre och uppvärmningstemperaturen är hög.Nackdelen är att värmevinden är särskilt torr, vilket ger en känsla av torrhet till människokroppen.Principen för varmvattenberedaren liknar den för den elektriska varmvattenberedaren, som värmer kylvätskan genom värmeplåten, och högtemperaturkylvätskan strömmar genom varmluftskärnan och värmer sedan den cirkulerande luften för att uppnå invändig uppvärmning.Uppvärmningstiden för varmvattenberedaren är något längre än luftvärmarens, men den är också mycket snabbare än bränslefordonets, och vattenröret har värmeförlust i lågtemperaturmiljön och energieffektiviteten är något lägre .Xiaopeng G3 använder varmvattenberedaren som nämns ovan.
Oavsett om det är vindvärme eller vattenvärme, för elfordon behövs kraftbatterier för att ge elektricitet, och det mesta av elen förbrukas i luftkonditioneringsvärme i lågtemperaturmiljöer.Detta resulterar i minskad räckvidd för elfordon i lågtemperaturmiljöer.
Jämföred med problemet med långsam uppvärmningshastighet för bränslefordon i lågtemperaturmiljöer, kan användningen av elektrisk uppvärmning för elfordon avsevärt förkorta uppvärmningstiden.
Termisk hantering av kraftbatterier
Jämfört med motorns termiska hantering av bränslefordon är kraven på termisk hantering av elfordons kraftsystem strängare.
Eftersom det bästa arbetstemperaturintervallet för batteriet är mycket litet måste batteritemperaturen i allmänhet vara mellan 15 och 40° C. Den omgivande temperaturen som vanligtvis används av fordon är dock -30~40° C, och körförhållandena för faktiska användare är komplexa.Termisk styrning måste effektivt identifiera och bestämma fordonens körförhållanden och batteriernas tillstånd, och utföra optimal temperaturkontroll och sträva efter att uppnå en balans mellan energiförbrukning, fordonsprestanda, batteriprestanda och komfort.
För att lindra räckviddsångest blir batterikapaciteten för elbilar större och större, och energitätheten blir högre och högre;Samtidigt är det nödvändigt att lösa motsättningen med för lång laddningsväntetid för användarna, och snabbladdning och supersnabbladdning kom till.
När det gäller termisk hantering ger snabbladdning med hög ström högre värmegenerering och högre energiförbrukning för batteriet.När batteritemperaturen är för hög under laddning kan det inte bara orsaka säkerhetsrisker utan också leda till problem som minskad batterieffektivitet och accelererad batterilivslängd.Utformningen av värmeledningssystem är ett allvarligt test.
Termisk hantering av elfordon
Komfortjustering för passagerarhytt
Den termiska inomhusmiljön i fordonet påverkar direkt passagerarens komfort.I kombination med den sensoriska modellen av människokroppen är studiet av flöde och värmeöverföring i hytten ett viktigt medel för att förbättra fordonskomforten och förbättra fordonets prestanda.Från karosskonstruktionen, från luftkonditioneringsuttaget, fordonsglaset som påverkas av solljusstrålning och hela karosskonstruktionen, kombinerat med luftkonditioneringssystemet, beaktas inverkan på passagerarnas komfort.
När man kör ett fordon ska användarna inte bara uppleva körkänslan som fordonets starka effektuttag ger, utan även komforten i kabinmiljön är en viktig del.
Styrning av batteridriftstemperaturjustering
Batteri i användningen av processen kommer att stöta på många problem, särskilt i batteritemperaturen, litiumbatteri i extremt låg temperatur miljö strömdämpning är allvarlig, i hög temperatur miljö är utsatt för säkerhetsrisker, användning av batterier i extrem fall kommer med stor sannolikhet att skada batteriet, vilket minskar batteriets prestanda och livslängd.
Huvudsyftet med termisk hantering är att få batteripaketet att alltid arbeta inom lämpligt temperaturintervall för att bibehålla batteripaketets bästa funktion.Batteriets värmeledningssystem innehåller huvudsakligen tre funktioner: värmeavledning, förvärmning och temperaturutjämning.Värmeavledning och förvärmning är huvudsakligen justerade för den eventuella påverkan av den yttre miljötemperaturen på batteriet.Temperaturutjämning används för att minska temperaturskillnaden i batteripaketet och förhindra det snabba sönderfallet som orsakas av överhettning av en viss del av batteriet.
De batterivärmehanteringssystem som används i de elfordon som nu finns på marknaden är huvudsakligen indelade i två kategorier: luftkyld och vätskekyld.
Principen för det luftkylda termiska ledningssystemet är mer lik datorns värmeavledningsprincip, en kylfläkt är installerad i en sektion av batteripaketet och den andra änden har en ventil som accelererar luftflödet mellan batterier genom fläktens arbete, för att ta bort värmen som avges av batteriet när det fungerar.
För att uttrycka det rakt på sak är luftkylning att lägga till en fläkt på sidan av batteripaketet och kyla batteripaketet genom att blåsa fläkten, men vinden som blåser av fläkten kommer att påverkas av externa faktorer och effektiviteten av luftkylning kommer att minska när utetemperaturen är högre.Precis som att blåsa en fläkt inte gör dig svalare på en varm dag.Fördelen med luftkylning är enkel struktur och låg kostnad.
Vätskekylning tar bort värmen som genereras av batteriet under arbete genom kylvätskan i kylvätskeledningen inuti batteripaketet för att uppnå effekten av att sänka batteritemperaturen.Från den faktiska användningseffekten har det flytande mediet en hög värmeöverföringskoefficient, stor värmekapacitet och snabbare kylhastighet, och Xiaopeng G3 använder ett vätskekylningssystem med högre kyleffektivitet.
Enkelt uttryckt är principen för vätskekylning att anordna ett vattenrör i batteripaketet.När temperaturen på batteripaketet är för hög hälls kallt vatten i vattenröret, och värmen tas bort av kallt vatten för att kylas ner.Om batteripaketets temperatur är för låg måste den värmas upp.
När fordonet körs kraftigt eller snabbt laddas genereras en stor mängd värme under laddning och urladdning av batteriet.När batteritemperaturen är för hög, slå på kompressorn, och lågtemperaturköldmediet strömmar genom kylvätskan i kylröret på batterivärmeväxlaren.Lågtemperaturkylvätskan rinner in i batteripaketet för att ta bort värmen, så att batteriet kan bibehålla det bästa temperaturområdet, vilket avsevärt förbättrar batteriets säkerhet och tillförlitlighet under användning av bilen och förkortar laddningstiden.
På den extremt kalla vintern, på grund av låg temperatur, minskar aktiviteten hos litiumbatterier, batteriets prestanda reduceras kraftigt och batteriet kan inte laddas med hög effekt eller snabbladdning.Slå nu på vattenvärmaren för att värma kylvätskan i batterikretsen, och kylvätskan med hög temperatur värmer upp batteriet.Det säkerställer att fordonet också kan ha snabbladdningsförmåga och lång körräckvidd i lågtemperaturmiljö.
Eldriven elektronisk styrning och högeffekts elektriska delar kyler värmeavledning
Nya energifordon har uppnått omfattande elektrifieringsfunktioner och bränslekraftsystemet har ändrats till ett elkraftsystem.Strömbatteriet matar ut upp till 370V DC-spänning för att ge ström, kyla och värme till fordonet, och försörja ström till olika elektriska komponenter på bilen.Under körning av fordonet kommer högeffekts elektriska komponenter (som motorer, DCDC, motorstyrenheter, etc.) att generera mycket värme.Den höga temperaturen på elektriska apparater kan orsaka fordonsfel, strömbegränsning och till och med säkerhetsrisker.Fordonets termiska hantering måste avleda den genererade värmen i tid för att säkerställa att fordonets elektriska komponenter med hög effekt är inom det säkra arbetstemperaturintervallet.
G3 elektroniskt styrsystem för elektrisk drivning använder vätskekylningsvärmeavledning för termisk hantering.Kylvätskan i det elektroniska pumpdrivsystemets rörledning strömmar genom motorn och andra uppvärmningsanordningar för att föra bort värmen från de elektriska delarna, och strömmar sedan genom kylaren vid det främre insugningsgallret på fordonet, och den elektroniska fläkten slås på för att kyla kylvätskan med hög temperatur.
Några tankar om den framtida utvecklingen av värmehanteringsindustrin
Låg energiförbrukning:
För att minska den stora strömförbrukningen som luftkonditioneringen orsakar har värmepumpens luftkonditionering successivt fått stor uppmärksamhet.Även om det allmänna värmepumpsystemet (med R134a som köldmedium) har vissa begränsningar i den använda miljön, som extremt låg temperatur (under -10)° C) kan inte fungera, kylning i högtemperaturmiljö skiljer sig inte från vanlig luftkonditionering för elfordon.Men i de flesta delar av Kina kan vår- och höstsäsongen (omgivningstemperatur) effektivt minska energiförbrukningen för luftkonditionering, och energieffektivitetsförhållandet är 2 till 3 gånger det för elektriska värmare.
Lågt ljud:
Efter att elfordonet inte har motorns bullerkälla, är det lätt att klaga på ljudet som genereras av driften av kompressorn och den främre elektroniska fläkten när luftkonditioneringen slås på för kylning.Effektiva och tysta elektroniska fläktprodukter och kompressorer med stort slagvolym hjälper till att minska ljudet som orsakas av driften samtidigt som kylkapaciteten ökar
Låg kostnad:
Kylnings- och uppvärmningsmetoderna för värmeledningssystem använder mestadels flytande kylsystem, och värmebehovet för batteriuppvärmning och luftkonditioneringsvärme i lågtemperaturmiljö är mycket stort.Den nuvarande lösningen är att öka elvärmaren för att öka värmeproduktionen, vilket medför höga delarkostnader och hög energiförbrukning.Om det blir ett genombrott inom batteriteknik för att lösa eller minska de hårda temperaturkraven för batterier, kommer det att ge stor optimering av designen och kostnaderna för värmeledningssystem.Den effektiva användningen av spillvärmen som genereras av motorn under körning av fordonet kommer också att bidra till att minska energiförbrukningen för värmeledningssystemet.Översatt tillbaka är minskningen av batterikapaciteten, förbättringen av körräckvidden och minskningen av fordonskostnaden.
Intelligent:
En hög grad av elektrifiering är utvecklingstrenden för elfordon, och traditionella luftkonditioneringsapparater är endast begränsade till kyl- och värmefunktioner för att utveckla intelligenta.Luftkonditioneringen kan förbättras ytterligare till stöd för big data baserat på användarens bilvanor, såsom familjebil, temperaturen på luftkonditioneringen kan intelligent anpassas till olika personer efter att de sätter sig i bilen.Slå på luftkonditioneringen innan du går ut så att temperaturen i bilen når en behaglig temperatur.Det intelligenta elektriska luftuttaget kan automatiskt justera luftutloppets riktning efter antalet personer i bilen, positionen och kroppens storlek.
Posttid: 2023-okt-20