Desde 2014, a indústria de veículos elétricos gradualmente se tornou quente. Entre eles, o gerenciamento térmico do veículo de veículos elétricos gradualmente se tornou quente. Como a gama de veículos elétricos depende não apenas da densidade de energia da bateria, mas também da tecnologia do sistema de gerenciamento térmico do veículo. O sistema de gerenciamento térmico da bateria também possuiExperieNCED um processo do zero, da negligência até a atenção.
Então hoje, vamos falar sobre oGerenciamento térmico de veículos elétricos, o que eles estão gerenciando?
Similaridades e diferenças entre gerenciamento térmico de veículos elétricos e gerenciamento térmico tradicional de veículos
Esse ponto é colocado em primeiro lugar, porque depois que a indústria automotiva entrou na nova era da energia, o escopo, os métodos de implementação e os componentes do gerenciamento térmico mudaram bastante.
Não há necessidade de dizer mais sobre a arquitetura de gerenciamento térmico dos veículos de combustível tradicional aqui, e os leitores profissionais foram muito claros que o gerenciamento térmico tradicional inclui principalmente oSistema de gerenciamento térmico de ar condicionado e o subsistema de gerenciamento térmico do trem de força.
A arquitetura de gerenciamento térmico de veículos elétricos é baseada na arquitetura de gerenciamento térmico de veículos de combustível e adiciona o sistema de gerenciamento térmico eletrônico do motor elétrico e o sistema de gerenciamento térmico da bateria, diferentemente dos veículos de combustível, os veículos elétricos são mais sensíveis às mudanças de temperatura, a temperatura é uma chave Fator para determinar sua segurança, desempenho e vida, o gerenciamento térmico é um meio necessário para manter a faixa de temperatura e a uniformidade apropriados. Portanto, o sistema de gerenciamento térmico da bateria é particularmente crítico e o gerenciamento térmico da bateria (dissipação de calor/condução de calor/isolamento de calor) está diretamente relacionada à segurança da bateria e à consistência da energia após o uso a longo prazo.
Portanto, em termos de detalhes, existem principalmente as seguintes diferenças.
Diferentes fontes de calor de ar condicionado
O sistema de ar condicionado do caminhão de combustível tradicional é composto principalmente de compressor, condensador, válvula de expansão, evaporador, tubulação e outroscomponentes.
Quando o resfriamento, o refrigerante (refrigerante) é feito pelo compressor, e o calor no carro é removido para reduzir a temperatura, que é o princípio da refrigeração. Porqueo trabalho do compressor Precisa ser conduzido pelo motor, o processo de refrigeração aumentará a carga do motor, e é por isso que dizemos que o ar condicionado de verão custa mais petróleo.
Atualmente, quase todo o aquecimento de veículos a combustível é o uso do calor do líquido de arrefecimento do motor - uma grande quantidade de calor residual gerado pelo motor pode ser usado para aquecer o ar condicionado. O líquido de arrefecimento flui através do trocador de calor (também conhecido como tanque de água) no sistema de ar quente, e o ar transportado pelo soprador é trocado de calor com o líquido de arrefecimento do motor, e o ar é aquecido e depois enviado para o carro.
No entanto, no ambiente frio, o motor precisa correr por um longo tempo para aumentar a temperatura da água para a temperatura certa, e o usuário precisa suportar o frio por um longo tempo no carro.
O aquecimento de novos veículos de energia depende principalmente de aquecedores elétricos, aquecedores elétricos têm aquecedores de vento e aquecedores de água. O princípio do aquecedor de ar é semelhante ao do secador de cabelo, que aquece diretamente o ar circulante através da folha de aquecimento, fornecendo assim ar quente para o carro. A vantagem do aquecedor de vento é que o tempo de aquecimento é rápido, a taxa de eficiência energética é um pouco mais alta e a temperatura de aquecimento é alta. A desvantagem é que o vento de aquecimento é particularmente seco, o que traz uma sensação de secura ao corpo humano. O princípio do aquecedor de água é semelhante ao do aquecedor de água elétrica, que aquece o líquido de arrefecimento através da folha de aquecimento, e o líquido de arrefecimento de alta temperatura flui através do núcleo de ar quente e depois aquece o ar circulante para obter aquecimento interno. O tempo de aquecimento do aquecedor de água é um pouco mais longo que o do aquecedor de ar, mas também é muito mais rápido que o do veículo combustível, e o tubo de água tem perda de calor no ambiente de baixa temperatura, e a eficiência energética é ligeiramente menor . O Xiaopeng G3 usa o aquecedor de água mencionado acima.
Seja aquecimento do vento ou aquecimento de água, para veículos elétricos, são necessárias baterias de energia para fornecer eletricidade, e a maior parte da eletricidade é consumida emaquecimento do ar condicionado em ambientes de baixa temperatura. Isso resulta em redução do intervalo de driving de veículos elétricos em ambientes de baixa temperatura.
Comparaçãoed com O problema da velocidade de aquecimento lenta dos veículos de combustível em ambientes de baixa temperatura, o uso de aquecimento elétrico para veículos elétricos pode diminuir bastante o tempo de aquecimento.
Gerenciamento térmico de baterias de energia
Comparado com o gerenciamento térmico do motor de veículos de combustível, os requisitos de gerenciamento térmico do sistema de energia de veículos elétricos são mais rigorosos.
Como a melhor faixa de temperatura de trabalho da bateria é muito pequena, a temperatura da bateria geralmente é necessária entre 15 e 40° C. No entanto, a temperatura ambiente comumente usada pelos veículos é -30 ~ 40° C e as condições de condução dos usuários reais são complexas. O controle de gerenciamento térmico precisa identificar e determinar efetivamente as condições de condução dos veículos e o estado das baterias e executar o controle ideal da temperatura e se esforçar para obter um equilíbrio entre consumo de energia, desempenho do veículo, desempenho da bateria e conforto.
Para aliviar a ansiedade do alcance, a capacidade da bateria do veículo elétrico está cada vez maior e a densidade de energia está cada vez mais alta; Ao mesmo tempo, é necessário resolver a contradição de tempo de espera por muito tempo para os usuários, e o carregamento rápido e o carregamento super rápido surgiram.
Em termos de gerenciamento térmico, o carregamento rápido de alta corrente traz maior geração de calor e maior consumo de energia da bateria. Uma vez que a temperatura da bateria está muito alta durante o carregamento, ela pode não apenas causar riscos de segurança, mas também levar a problemas como redução da eficiência da bateria e decaimento acelerado da duração da bateria. O design deSistema de Gerenciamento Térmicoé um teste grave.
Gerenciamento térmico de veículo elétrico
Ajuste do conforto da cabine do ocupante
O ambiente térmico interno do veículo afeta diretamente o conforto do ocupante. Combinando com o modelo sensorial do corpo humano, o estudo de fluxo e transferência de calor na cabine é um meio importante para melhorar o conforto do veículo e melhorar o desempenho do veículo. A partir do projeto da estrutura do corpo, desde a saída do ar condicionado, o vidro do veículo afetado pela radiação da luz solar e todo o design do corpo, combinado com o sistema de ar condicionado, é considerado o impacto no conforto do ocupante.
Ao dirigir um veículo, os usuários não apenas devem experimentar a sensação de direção trazida pela forte potência do veículo, mas também o conforto do ambiente da cabine é uma parte importante.
Controle de ajuste de temperatura operacional da bateria de energia
A bateria no uso do processo encontrará muitos problemas, especialmente na temperatura da bateria, a bateria de lítio na atenuação de energia do ambiente de temperatura extremamente baixa é grave, no ambiente de alta temperatura é propenso a riscos de segurança, o uso de baterias em extremo É muito provável que os casos causem danos à bateria, reduzindo assim o desempenho e a vida útil da bateria.
O principal objetivo do gerenciamento térmico é fazer com que a bateria sempre funcione dentro da faixa de temperatura apropriada para manter a melhor condição de trabalho da bateria. O sistema de gerenciamento térmico da bateria inclui principalmente três funções: dissipação de calor, pré -aquecimento e equalização da temperatura. A dissipação e o pré -aquecimento do calor são ajustados principalmente para o possível impacto da temperatura do ambiente externo na bateria. A equalização da temperatura é usada para reduzir a diferença de temperatura dentro da bateria e impedir a decaimento rápido causado pelo superaquecimento de uma certa parte da bateria.
Os sistemas de gerenciamento térmico da bateria usados nos veículos elétricos agora no mercado são divididos principalmente em duas categorias: resfriado a ar e resfriado a líquido.
O princípio doSistema de gerenciamento térmico refrigerado a ar é mais parecido com o princípio de dissipação de calor do computador, um ventilador de resfriamento é instalado em uma seção da bateria e a outra extremidade tem uma ventilação, que acelera o fluxo de ar entre as baterias através do trabalho do ventilador, de modo a Para tirar o calor emitido pela bateria quando está funcionando.
Para ser franco, o resfriamento de ar é adicionar um ventilador na lateral da bateria e esfriar a bateria soprando o ventilador, mas o vento soprado pelo ventilador será afetado por fatores externos e a eficiência do resfriamento do ar será reduzido quando a temperatura externa for maior. Assim como explodir um ventilador não o deixa mais frio em um dia quente. A vantagem do resfriamento de ar é uma estrutura simples e baixo custo.
O resfriamento líquido retira o calor gerado pela bateria durante o trabalho através do líquido de arrefecimento no oleoduto do líquido de arrefecimento dentro da bateria para obter o efeito de reduzir a temperatura da bateria. A partir do efeito de uso real, o meio líquido possui um alto coeficiente de transferência de calor, grande capacidade de calor e velocidade de resfriamento mais rápida, e o Xiaopeng G3 usa um sistema de resfriamento líquido com maior eficiência de resfriamento.
Em termos simples, o princípio do resfriamento líquido é organizar um tubo de água na bateria. Quando a temperatura da bateria é muito alta, a água fria é derramada no tubo de água e o calor é retirado de água fria para esfriar. Se a temperatura da bateria estiver muito baixa, ela precisará ser aquecida.
Quando o veículo é acionado vigorosamente ou carregado rapidamente, uma grande quantidade de calor é gerada durante o carregamento e descarga da bateria. Quando a temperatura da bateria estiver muito alta, ligue o compressor e o refrigerante de baixa temperatura flui através do líquido de arrefecimento no tubo de resfriamento do trocador de calor da bateria. O líquido de arrefecimento de baixa temperatura flui para a bateria para tirar o fogo, para que a bateria possa manter a melhor faixa de temperatura, o que melhora muito a segurança e a confiabilidade da bateria durante o uso do carro e diminuem o tempo de carregamento.
No inverno extremamente frio, devido à baixa temperatura, a atividade das baterias de lítio é reduzida, o desempenho da bateria é bastante reduzido e a bateria não pode ser descarga de alta potência ou carregamento rápido. Neste momento, ligue o aquecedor de água para aquecer o líquido de arrefecimento no circuito da bateria e o líquido de arrefecimento de alta temperatura aquece a bateria. Ele garante que o veículo também possa ter capacidade de carregamento rápido e longo alcance de driving em ambiente de baixa temperatura.
Controle eletrônico de acionamento elétrico e peças elétricas de alta potência Dissipação de calor de resfriamento
Novos veículos de energia alcançaram funções abrangentes de eletrificação e o sistema de energia de combustível foi alterado para um sistema de energia elétrica. A bateria de energia é produz até370V tensão CC Fornecer energia, resfriamento e aquecimento para o veículo e forneça energia a vários componentes elétricos no carro. Durante a condução do veículo, componentes elétricos de alta potência (como motores, DCDC, controladores de motor etc.) gerarão muito calor. A alta temperatura dos aparelhos de energia pode causar falha do veículo, limitação de energia e até riscos de segurança. O gerenciamento térmico do veículo precisa dissipar o calor gerado a tempo para garantir que os componentes elétricos de alta potência do veículo estejam na faixa de temperatura de trabalho segura.
O sistema de controle eletrônico de acionamento elétrico G3 adota a dissipação de calor de resfriamento líquido para gerenciamento térmico. O líquido de arrefecimento no sistema eletrônico do sistema de acionamento de bomba flui através do motor e outros dispositivos de aquecimento para levar o calor das peças elétricas e depois flui através do radiador na grade de entrada frontal do veículo, e o ventilador eletrônico é ativado para esfriar o líquido de arrefecimento de alta temperatura.
Algumas reflexões sobre o desenvolvimento futuro da indústria de gerenciamento térmico
Baixo consumo de energia:
Para reduzir o grande consumo de energia causado pelo ar condicionado, o ar condicionado da bomba de calor recebeu gradualmente alta atenção. Embora o sistema geral de bombas de calor (usando R134A como refrigerante) tenha certas limitações no ambiente usado, como temperatura extremamente baixa (abaixo de -10° C) Não pode funcionar, a refrigeração em ambiente de alta temperatura não é diferente do ar condicionado comum do veículo elétrico. No entanto, na maioria das partes da China, a estação da primavera e do outono (temperatura ambiente) pode efetivamente reduzir o consumo de energia do ar condicionado, e a taxa de eficiência energética é de 2 a 3 vezes a dos aquecedores elétricos.
Baixo ruído:
Depois que o veículo elétrico não tem a fonte de ruído do motor, o ruído gerado pela operação deo compressorE o ventilador eletrônico front-end quando o ar condicionado é ativado para refrigeração é fácil de ser reclamado pelos usuários. Produtos de ventilador eletrônico eficiente e tranquilo e compressores de deslocamento grande ajudam a reduzir o ruído causado pela operação enquanto aumenta a capacidade de resfriamento
Baixo custo:
Os métodos de resfriamento e aquecimento do sistema de gerenciamento térmico usam principalmente o sistema de resfriamento líquido, e a demanda de calor do aquecimento da bateria e do aquecimento do ar condicionado em ambiente de baixa temperatura é muito grande. A solução atual é aumentar o aquecedor elétrico para aumentar a produção de calor, o que traz alto custo de peças e alto consumo de energia. Se houver um avanço na tecnologia de bateria para resolver ou reduzir os requisitos de temperatura severa das baterias, trará grande otimização no design e no custo dos sistemas de gerenciamento térmico. O uso eficiente do calor residual gerado pelo motor durante o funcionamento do veículo também ajudará a reduzir o consumo de energia do sistema de gerenciamento térmico. Traduzido de volta é a redução da capacidade da bateria, a melhoria do intervalo de driving e a redução do custo do veículo.
Inteligente:
Um alto grau de eletrificação é a tendência de desenvolvimento de veículos elétricos, e os ar condicionados tradicionais são limitados apenas a funções de refrigeração e aquecimento para desenvolver inteligência. O ar condicionado pode ser melhorado ainda mais ao suporte a big data com base nos hábitos do carro, como o carro da família, a temperatura do ar condicionado pode ser adaptada de maneira inteligente a pessoas diferentes depois que elas entram no carro. Ligue o ar condicionado antes de sair para que a temperatura no carro atinja uma temperatura confortável. A saída inteligente de ar elétrico pode ajustar automaticamente a direção da saída de ar de acordo com o número de pessoas no carro, a posição e o tamanho do corpo.
Hora de postagem: 20-2023 de outubro