מאז 2014 תעשיית הרכב החשמלי התחממה בהדרגה. ביניהם, הניהול התרמי של הרכב של כלי רכב חשמליים התחמם בהדרגה. מכיוון שמגוון הרכבים החשמליים תלוי לא רק בצפיפות האנרגיה של הסוללה, אלא גם בטכנולוגיית מערכת הניהול התרמית של הרכב. גם מערכת הניהול התרמית של הסוללהניסויהוצא תהליך מאפס, מהזנחה לתשומת לב.
אז היום, בואו נדבר עלניהול תרמי של כלי רכב חשמליים, מה הם מנהלים?
קווי דמיון והבדלים בין ניהול תרמי של רכב חשמלי לניהול תרמי רכב מסורתי
נקודה זו מוצבת מלכתחילה מכיוון שאחרי שתעשיית הרכב נכנסה לעידן האנרגיה החדש, ההיקף, שיטות היישום ורכיבי הניהול התרמי השתנו מאוד.
אין צורך לומר יותר על ארכיטקטורת הניהול התרמית של רכבי דלק מסורתיים כאן, וקוראים מקצועיים היו ברורים מאוד כי ניהול תרמי מסורתי כולל בעיקר אתמערכת ניהול תרמית מיזוג אוויר ותת המשנה לניהול תרמי של מנוע ההפעלה.
ארכיטקטורת הניהול התרמית של כלי רכב חשמליים מבוססת על ארכיטקטורת הניהול התרמית של רכבי דלק, ומוסיפה את מערכת הניהול התרמית האלקטרונית החשמלית ומערכת ניהול תרמית סוללה, שלא כמו רכבי דלק, כלי רכב חשמליים רגישים יותר לשינויי טמפרטורה, הטמפרטורה היא מפתח גורם לקביעת בטיחותו, הביצועים והחיים שלו, ניהול תרמי הוא אמצעי הכרחי לשמירה על טווח הטמפרטורה והאחידות המתאימים. לפיכך, מערכת הניהול התרמית של הסוללה היא קריטית במיוחד, והניהול התרמי של הסוללה (פיזור חום/הולכת חום/בידוד חום) קשור ישירות לבטיחות הסוללה ועקביות ההספק לאחר שימוש ארוך טווח.
לכן, מבחינת הפרטים, יש בעיקר את ההבדלים הבאים.
מקורות חום שונים למיזוג אוויר
מערכת מיזוג האוויר של משאית דלק מסורתית מורכבת בעיקר ממדחס, הקבל, שסתום הרחבה, מאייד, צינור ואחריםרכיבים.
בעת הקירור, הקירור (קירור) נעשה על ידי המדחס, והחום במכונית מוסר כדי להפחית את הטמפרטורה, שהוא עיקרון הקירור. כִּיהמדחס עובד צריך להיות מונע על ידי המנוע, תהליך הקירור יגדיל את נטל המנוע, וזו הסיבה שאנו אומרים שמיזוג הקיץ עולה יותר נפט.
נכון לעכשיו, כמעט כל חימום רכב הדלק הוא השימוש בחום מנוזל קירור המנוע - ניתן להשתמש בכמות גדולה של חום פסולת שנוצר על ידי המנוע כדי לחמם את מיזוג האוויר. נוזל הקירור זורם דרך מחליף החום (המכונה גם מיכל המים) במערכת האוויר החם, והאוויר המועבר על ידי המפוח מוחלף עם נוזל קירור המנוע, והאוויר מחומם ואז נשלח לרכב.
עם זאת, בסביבה הקרה, המנוע צריך לרוץ זמן רב כדי להעלות את טמפרטורת המים לטמפרטורה הנכונה, והמשתמש צריך לסבול את הקור במשך זמן רב ברכב.
החימום של רכבי אנרגיה חדשים מסתמך בעיקר על תנורי חימום חשמליים, מחממים חשמליים כוללים תנורי רוח ומחממי מים. העיקרון של דוד האוויר דומה לזה של מייבש השיער, המחמם ישירות את האוויר המסתובב דרך יריעת החימום, ובכך מספק אוויר חם לרכב. היתרון של דוד הרוח הוא שזמן החימום מהיר, יחס יעילות האנרגיה מעט גבוה יותר וטמפרטורת החימום גבוהה. החיסרון הוא שרוח החימום יבשה במיוחד, מה שמביא תחושת יובש לגוף האדם. העיקרון של דוד המים דומה לזה של דוד המים החשמלי, המחמם את נוזל הקירור דרך יריעת החימום, ונוזל הקירור בטמפרטורה גבוהה זורם דרך ליבת האוויר החמה ואז מחמם את האוויר המסתובב כדי להשיג חימום פנים. זמן החימום של דוד המים ארוך יותר מזה של דוד האוויר, אך הוא גם מהיר בהרבה מזה של רכב הדלק, וצינור המים יש אובדן חום בסביבת הטמפרטורה הנמוכה, ויעילות האנרגיה נמוכה מעט יותר נמוכה מעט ו ה- Xiaopeng G3 משתמש בתנור המים שהוזכר לעיל.
בין אם מדובר בחימום רוח או חימום מים, לרכבים חשמליים, נדרשים סוללות כוח כדי לספק חשמל, ורוב החשמל נצרך בחימום מיזוג אוויר בסביבות טמפרטורה נמוכה. התוצאה היא טווח הנהיגה המופחת של כלי רכב חשמליים בסביבות טמפרטורה נמוכה.
השוואהאד עם הבעיה של מהירות החימום האיטית של רכבי דלק בסביבות טמפרטורה נמוכה, השימוש בחימום חשמלי לרכבים חשמליים יכול לקצר מאוד את זמן החימום.
ניהול תרמי של סוללות כוח
בהשוואה לניהול התרמי של המנוע של רכבי דלק, דרישות הניהול התרמי של מערכת כוח רכב חשמלי מחמירות יותר.
מכיוון שטווח הטמפרטורה הטוב ביותר של הסוללה הוא קטן מאוד, בדרך כלל נדרשת טמפרטורת הסוללה להיות בין 15 ל- 40° ג. עם זאת, טמפרטורת הסביבה הנפוצה על ידי כלי רכב היא -30 ~ 40° C, ותנאי הנהיגה של המשתמשים בפועל הם מורכבים. בקרת ניהול תרמית צריכה לזהות ולקבוע ביעילות את תנאי הנהיגה של כלי רכב ומצב הסוללות, ולבצע את בקרת הטמפרטורה האופטימלית, ולשאוף להשיג איזון בין צריכת אנרגיה, ביצועי רכב, ביצועי סוללה ונוחות.
על מנת להקל על חרדת טווח, קיבולת הסוללה של הרכב החשמלי הולכת וגדולה, וצפיפות האנרגיה הולכת וגוברת; יחד עם זאת, יש צורך לפתור את הסתירה של זמן ההמתנה לטעינה ארוכה מדי למשתמשים, וטעינה מהירה וטעינה מהירה סופר נערכה.
מבחינת הניהול התרמי, טעינה מהירה זרם גבוה מביאה לייצור חום גדול יותר וצריכת אנרגיה גבוהה יותר של הסוללה. ברגע שטמפרטורת הסוללה גבוהה מדי במהלך הטעינה, היא עלולה לא רק לגרום לסיכוני בטיחות, אלא גם להוביל לבעיות כמו מופחתת יעילות הסוללה וריקבון חיי הסוללה המואץ. העיצוב שלמערכת ניהול תרמיתהוא מבחן חמור.
ניהול תרמי של רכב חשמלי
התאמת נוחות בקתת תושב
הסביבה התרמית המקורה של הרכב משפיעה ישירות על נוחות הדייר. השילוב עם המודל החושי של גוף האדם, חקר הזרימה והעברת החום בתא הנהג הוא אמצעי חשוב לשיפור נוחות הרכב ולשיפור ביצועי הרכב. מעיצוב מבנה הגוף, משקע המזגן, זכוכית הרכב שנפגעה מקרינת אור השמש ותכנון הגוף כולו, בשילוב עם מערכת מיזוג האוויר, נחשבת ההשפעה על נוחות הדייר.
בעת נהיגת רכב, המשתמשים צריכים לא רק לחוות את תחושת הנהיגה שהביאה על ידי תפוקת הכוח החזקה של הרכב, אלא גם הנוחות של סביבת תא הנוסעים היא חלק חשוב.
בקרת התאמת טמפרטורת ההפעלה של סוללת הסוללה
סוללה בשימוש בתהליך תיתקל בבעיות רבות, במיוחד בטמפרטורת הסוללה, סוללת ליתיום בסביבת הטמפרטורה הנמוכה במיוחד הנחתת הספק היא חמורה, בסביבת הטמפרטורה הגבוהה מועדת לסיכוני בטיחות, השימוש בסוללות בקיצוניות סביר להניח כי המקרים יגרמו נזק לסוללה, ובכך יפחיתו את ביצועי הסוללה ואת החיים.
המטרה העיקרית של ניהול תרמי היא לגרום לחבילת הסוללות לעבוד תמיד בטווח הטמפרטורות המתאים כדי לשמור על מצב העבודה הטוב ביותר של חבילת הסוללה. מערכת הניהול התרמית של הסוללה כוללת בעיקר שלוש פונקציות: פיזור חום, חימום מראש ושוואת טמפרטורה. פיזור חום וחימום מראש מותאמים בעיקר להשפעה האפשרית של טמפרטורת הסביבה החיצונית על הסוללה. השוואת טמפרטורה משמשת להפחתת הפרש הטמפרטורה בתוך חבילת הסוללה ולמנוע את ההתפרקות המהירה הנגרמת כתוצאה מחימום יתר של חלק מסוים של הסוללה.
מערכות הניהול התרמיות של הסוללה המשמשות ברכבים החשמליים הנמצאים כעת בשוק מחולקים בעיקר לשתי קטגוריות: מקוררות אוויר וקוררות נוזלים.
העיקרון שלמערכת ניהול תרמית מקוררת אוויר דומה יותר לעקרון פיזור החום של המחשב, מאוורר קירור מותקן בחלק אחד של חבילת הסוללה, ולקצה השני יש אוורור, מה שמאיץ את זרימת האוויר בין הסוללות דרך עבודת המאוורר, כך לקחת את החום הנפלט על ידי הסוללה כשהוא עובד.
אם לומר זאת בבוטות, קירור אוויר הוא להוסיף מאוורר בצד חבילת הסוללה, ולקרר את חבילת הסוללה על ידי פיצוץ המאוורר, אך הרוח המפוצצת על ידי המאוורר תושפע מגורמים חיצוניים, ויעילות קירור האוויר יופחת כאשר הטמפרטורה החיצונית גבוהה יותר. בדיוק כמו לפוצץ מאוורר לא גורם לך להתקרר יותר ביום חם. היתרון של קירור אוויר הוא מבנה פשוט ועלות נמוכה.
קירור נוזלי מסיר את החום שנוצר על ידי הסוללה במהלך העבודה דרך נוזל הקירור בצינור נוזל הקירור בתוך חבילת הסוללה כדי להשיג את ההשפעה של צמצום טמפרטורת הסוללה. מאפקט השימוש בפועל, למדיום הנוזל מקדם העברת חום גבוה, קיבולת חום גדולה ומהירות קירור מהירה יותר, ו- Xiaopeng G3 משתמש במערכת קירור נוזלית עם יעילות קירור גבוהה יותר.
במילים פשוטות, העיקרון של קירור נוזלים הוא לארגן צינור מים בחפיסת הסוללה. כאשר הטמפרטורה של חבילת הסוללה גבוהה מדי, מים קרים נשפכים לצינור המים, והחום נלקח על ידי מים קרים כדי להתקרר. אם טמפרטורת חבילת הסוללה נמוכה מדי, היא צריכה להיות מחוממת.
כאשר הרכב מונע במרץ או טעון במהירות, נוצרת כמות גדולה של חום במהלך הטעינה והפרקה של הסוללה. כאשר טמפרטורת הסוללה גבוהה מדי, הפעל את המדחס, והקרר בטמפרטורה נמוכה זורם דרך נוזל הקירור בצינור הקירור של מחליף החום של הסוללה. נוזל הקירור בטמפרטורה נמוכה זורם לחבילת הסוללה כדי לקחת את החום, כך שהסוללה תוכל לשמור על טווח הטמפרטורות הטוב ביותר, מה שמשפר מאוד את הבטיחות והאמינות של הסוללה במהלך השימוש במכונית ומקצר את זמן הטעינה.
בחורף הקר במיוחד, בגלל טמפרטורה נמוכה, מופחתת הפעילות של סוללות ליתיום, ביצועי הסוללה מצטמצמת מאוד והסוללה לא יכולה להיות פריקה גבוהה או טעינה מהירה. בשלב זה, הפעל את תנור המים כדי לחמם את נוזל הקירור במעגל הסוללה, ונוזל הקירור בטמפרטורה גבוהה מחמם את הסוללה. זה מבטיח כי לרכב יכול להיות גם יכולת טעינה מהירה וטווח נסיעה ארוך בסביבת הטמפרטורה הנמוכה.
כונן חשמלי שליטה אלקטרונית וחלקים חשמליים בעלי חשמל קירור חום קירור
רכבי אנרגיה חדשים השיגו פונקציות חשמל מקיפות, ומערכת כוח הדלק שונתה למערכת כוח חשמלית. סוללת החשמל מפוצלת עדמתח 370V DC כדי לספק כוח, קירור וחימום לרכב, וכוח אספקה לרכיבים חשמליים שונים ברכב. במהלך נהיגת הרכב, רכיבים חשמליים בעלי עוצמה גבוהה (כמו מנועים, DCDC, בקרי מנוע וכו ') יניבו חום רב. הטמפרטורה הגבוהה של מכשירי חשמל עלולה לגרום לכשל ברכב, הגבלת חשמל ואפילו סכנות בטיחות. ניהול תרמי של הרכב צריך לפזר את החום שנוצר בזמן כדי להבטיח כי הרכיבים החשמליים בעלי הכוח הגבוה של הרכב נמצאים בטווח הטמפרטורות הבטוח.
מערכת בקרה אלקטרונית של G3 DRICK ELECTRIC מאמצת פיזור חום קירור נוזלים לניהול תרמי. נוזל הקירור בצינור מערכת ההנעה האלקטרונית של המשאבה האלקטרונית זורם דרך המנוע ומכשירי חימום אחרים כדי לסלק את חום החלקים החשמליים, ואז זורם דרך הרדיאטור בסורג הכניסה הקדמי של הרכב, והמאוורר האלקטרוני מופעל אל מקרר את נוזל הקירור בטמפרטורה גבוהה.
כמה מחשבות על ההתפתחות העתידית של ענף ניהול תרמי
צריכת אנרגיה נמוכה:
על מנת להפחית את צריכת החשמל הגדולה הנגרמת כתוצאה מיזוג אוויר, מיזוג האוויר של משאבת החום זכה בהדרגה לתשומת לב גבוהה. למרות שלמערכת משאבת החום הכללית (המשתמשת ב- R134a כקרר) יש מגבלות מסוימות בסביבה המשמשת, כגון טמפרטורה נמוכה במיוחד (מתחת ל -10° ג) לא יכולה לעבוד, קירור בסביבת הטמפרטורה הגבוהה אינו שונה ממיזוג אוויר רגיל לרכב חשמלי. עם זאת, ברוב חלקי סין, עונת האביב והסתיו (טמפרטורת הסביבה) יכולה להפחית ביעילות את צריכת האנרגיה של מיזוג האוויר, ויחס יעילות האנרגיה הוא פי 2 עד 3 מזה של תנורי חימום חשמליים.
רעש נמוך:
לאחר לרכב החשמלי אין את מקור הרעש של המנוע, הרעש שנוצר על ידי פעולתהמדחסוהמאוורר האלקטרוני הקדמי כאשר המזגן מופעל לקירור קל להתלונן על ידי המשתמשים. מוצרי מאווררים אלקטרוניים יעילים ושקטים ומדחסי תזוזה גדולים עוזרים להפחית את הרעש הנגרם כתוצאה מפעולה תוך הגדלת יכולת הקירור
עלות נמוכה:
שיטות הקירור והחימום של מערכת ניהול תרמית משתמשות בעיקר במערכת קירור נוזלים, והביקוש לחום של חימום סוללות וחימום מיזוג אוויר בסביבת טמפרטורה נמוכה הוא גדול מאוד. הפיתרון הנוכחי הוא להגדיל את התנור החשמלי כדי להגדיל את ייצור החום, מה שמביא חלקים גבוהים עלות וצריכת אנרגיה גבוהה. אם יש פריצת דרך בטכנולוגיית הסוללות כדי לפתור או להפחית את דרישות הטמפרטורה הקשות של הסוללות, היא תביא אופטימיזציה רבה בתכנון ועלות של מערכות ניהול תרמי. השימוש היעיל בחום הפסולת שנוצר על ידי המנוע במהלך הפעלת הרכב יסייע גם בהפחתת צריכת האנרגיה של מערכת הניהול התרמית. חזרה מתורגמת היא הפחתת קיבולת הסוללה, שיפור טווח הנהיגה והפחתת עלות הרכב.
אִינְטֶלִיגֶנְטִי:
מידה גבוהה של חשמל היא מגמת הפיתוח של כלי רכב חשמליים, ומזגנים מסורתיים מוגבלים רק לקירור וחימום לפיתוח אינטליגנטי. ניתן לשפר עוד יותר את מיזוג האוויר לתמיכה בנתונים גדולים בהתבסס על הרגלי מכוניות משתמש, כמו מכונית משפחתית, ניתן להתאים באופן מושכל את טמפרטורת המיזוג לאנשים שונים לאחר שהם עולים על המכונית. הפעל את המזגן לפני היציאה כך שהטמפרטורה במכונית תגיע לטמפרטורה נוחה. שקע האוויר החשמלי החכם יכול להתאים אוטומטית את כיוון השקע האווירי בהתאם למספר האנשים במכונית, למיקום וגודל הגוף.
זמן הודעה: אוקטובר 20-2023