1. Requisitos de xestión térmica de vehículos eléctricos (HVCH)
O habitáculo é o espazo ambiental onde vive o condutor mentres o vehículo está en marcha. Para garantir un ambiente de condución cómodo para o condutor, a xestión térmica do habitáculo debe controlar a temperatura, a humidade e a temperatura de subministración do aire do ambiente interior do vehículo. Os requisitos de xestión térmica do habitáculo en diferentes condicións móstranse na Táboa 1.
O control da temperatura da batería é un requisito previo importante para garantir o funcionamento eficiente e seguro dos vehículos eléctricos. Cando a temperatura é demasiado alta, provocará fugas de líquido e combustión espontánea, o que afectará á seguridade da condución; cando a temperatura é demasiado baixa, a capacidade de carga e descarga da batería atenuarase ata certo punto. Debido á súa alta densidade de enerxía e peso lixeiro, as baterías de litio convertéronse nas baterías de enerxía máis utilizadas para vehículos eléctricos. Os requisitos de control de temperatura das baterías de litio e a carga térmica da batería en diferentes condicións estimadas segundo a literatura móstranse na Táboa 2. Co aumento gradual da densidade de enerxía das baterías de enerxía, a expansión do rango de temperatura do ambiente de traballo e o aumento das velocidades de carga rápida, a importancia do control da temperatura da batería no sistema de xestión térmica tornouse máis destacada, non só para satisfacer diferentes condicións da estrada e diferentes modos de carga e descarga. A carga de control de temperatura cambia nas condicións de traballo do vehículo, a uniformidade do campo de temperatura entre os paquetes de baterías e a prevención e o control da fuxida térmica tamén deben cumprir todos os requisitos de control de temperatura en diferentes condicións ambientais, como zonas de frío intenso, alta calor e alta humidade, e zonas de verán cálido e inverno frío. necesidade.
2. O quecemento PTC da primeira etapa
Na fase inicial da industrialización dos vehículos eléctricos, a tecnoloxía central baséase basicamente na substitución de baterías, motores e outros sistemas de enerxía, baseándose en melloras graduais. Tanto o aire acondicionado do vehículo eléctrico puro como o aire acondicionado do vehículo de combustible realizan a función de refrixeración a través do ciclo de compresión de vapor. A diferenza entre os dous é que o compresor do aire acondicionado do vehículo de combustible é impulsado indirectamente polo motor a través da correa, mentres que o vehículo eléctrico puro usa directamente o compresor de accionamento eléctrico para impulsar o ciclo de refrixeración. Cando os vehículos de combustible se quentan no inverno, a calor residual do motor úsase directamente para quentar o habitáculo sen unha fonte de calor adicional. Non obstante, a calor residual do motor dos vehículos eléctricos puros non pode satisfacer as necesidades de calefacción invernal. Polo tanto, a calefacción invernal é un problema que os vehículos eléctricos puros deben resolver. O quentador de coeficiente de temperatura positivo (coeficiente de temperatura positivo, PTC) está composto por un elemento calefactor cerámico PTC e un tubo de aluminio (Calentador de refrixerante PTC/Quentador de aire PTC), que ten as vantaxes dunha pequena resistencia térmica e unha alta eficiencia de transferencia de calor, e utilízase na base da carrozaría dos vehículos de combustible. Polo tanto, os primeiros vehículos eléctricos empregaban a refrixeración por ciclo de refrixeración por compresión de vapor máis o quecemento PTC para lograr a xestión térmica do habitáculo.
2.1 Aplicación da tecnoloxía das bombas de calor na segunda fase
No uso real, os vehículos eléctricos teñen unha alta demanda de consumo de enerxía de calefacción no inverno. Desde un punto de vista termodinámico, o COP da calefacción PTC é sempre inferior a 1, o que fai que o consumo de enerxía da calefacción PTC sexa alto e a taxa de utilización de enerxía sexa baixa, o que restrinxe seriamente a quilometraxe dos vehículos eléctricos. A tecnoloxía da bomba de calor utiliza o ciclo de compresión de vapor para utilizar a calor de baixa calidade no ambiente, e o COP teórico durante a calefacción é superior a 1. Polo tanto, o uso dun sistema de bomba de calor en lugar de PTC pode aumentar a autonomía de condución dos vehículos eléctricos en condicións de calefacción. Coa mellora adicional da capacidade e a potencia da batería de enerxía, a carga térmica durante o funcionamento da batería de enerxía tamén está a aumentar gradualmente. A estrutura tradicional de refrixeración por aire non pode cumprir os requisitos de control de temperatura da batería de enerxía. Polo tanto, a refrixeración líquida converteuse no principal método de control da temperatura da batería. Ademais, dado que a temperatura confortable requirida polo corpo humano é similar á temperatura á que funciona normalmente a batería de enerxía, os requisitos de refrixeración do habitáculo e da batería de enerxía pódense satisfacer conectando intercambiadores de calor en paralelo no sistema de bomba de calor do habitáculo. A calor da batería de enerxía é absorbida indirectamente polo intercambiador de calor e a refrixeración secundaria, e mellorouse o grao de integración do sistema de xestión térmica do vehículo eléctrico. Aínda que se mellorou o grao de integración, o sistema de xestión térmica nesta fase só integra a refrixeración da batería e do habitáculo, e a calor residual da batería e do motor non se aproveitou eficazmente.
Data de publicación: 04-04-2023
