Os aparellos de aire acondicionado con bomba de calor tradicionais teñen unha baixa eficiencia de calefacción e unha capacidade de calefacción insuficiente en ambientes fríos, o que restrinxe os escenarios de aplicación dos vehículos eléctricos. Polo tanto, desenvolvéronse e aplicáronse unha serie de métodos para mellorar o rendemento dos aparellos de aire acondicionado con bomba de calor en condicións de baixa temperatura. Ao aumentar racionalmente o circuíto secundario de intercambio de calor, mentres se arrefría a batería de enerxía e o sistema do motor, a calor restante recíclase para mellorar a capacidade de calefacción dos vehículos eléctricos en condicións de baixa temperatura. Os resultados experimentais mostran que a capacidade de calefacción do aparello de aire acondicionado con bomba de calor de recuperación de calor residual mellora significativamente en comparación co aparello de aire acondicionado con bomba de calor tradicional. A bomba de calor de recuperación de calor residual cun grao de acoplamento máis profundo de cada subsistema de xestión térmica e o sistema de xestión térmica do vehículo cun maior grao de integración utilízanse no Tesla Model Y e no Volkswagen ID4. Aplicáronse CROZZ e outros modelos (como se mostra á dereita). Non obstante, cando a temperatura ambiente é máis baixa e a cantidade de recuperación de calor residual é menor, a recuperación de calor residual por si soa non pode satisfacer a demanda de capacidade de calefacción en ambientes de baixa temperatura, e os quentadores PTC seguen sendo necesarios para compensar a escaseza de capacidade de calefacción nos casos anteriores. Non obstante, coa mellora gradual do nivel de integración da xestión térmica do vehículo eléctrico, é posible aumentar a cantidade de recuperación de calor residual aumentando razoablemente a calor xerada polo motor, aumentando así a capacidade de calefacción e o COP do sistema da bomba de calor e evitando o uso deCalentador de refrixeración PTC/Quentador de aire PTCAo tempo que reduce aínda máis a taxa de ocupación do espazo do sistema de xestión térmica, este satisfai a demanda de calefacción dos vehículos eléctricos nun ambiente de baixa temperatura. Ademais da recuperación e utilización da calor residual das baterías e dos sistemas de motor, a utilización do aire de retorno tamén é unha forma de reducir o consumo de enerxía do sistema de xestión térmica en condicións de baixa temperatura. Os resultados da investigación mostran que, en ambientes de baixa temperatura, as medidas razoables de utilización do aire de retorno poden reducir a capacidade de calefacción que requiren os vehículos eléctricos entre un 46 % e un 62 %, evitando ao mesmo tempo o empañamento e a conxelación das fiestras, e poden reducir o consumo de enerxía de calefacción ata nun 40 %. Denso Japan tamén desenvolveu unha estrutura correspondente de dobre capa de aire de retorno/aire fresco, que pode reducir a perda de calor causada pola ventilación nun 30 % e evitando ao mesmo tempo o empañamento. Nesta fase, a adaptabilidade ambiental da xestión térmica dos vehículos eléctricos en condicións extremas está a mellorar gradualmente e está a desenvolverse na dirección da integración e o ecoloxismo.
Para mellorar aínda máis a eficiencia da xestión térmica da batería en condicións de alta potencia e reducir a complexidade da xestión térmica, o método de control da temperatura da batería con refrixeración directa e quecemento directo que envía directamente o refrixerante ao paquete de baterías para o intercambio de calor tamén é unha solución técnica actual. A configuración de xestión térmica do intercambio de calor directo entre o paquete de baterías e o refrixerante móstrase na figura da dereita. A tecnoloxía de refrixeración directa pode mellorar a eficiencia do intercambio de calor e a taxa de intercambio de calor, obter unha distribución de temperatura máis uniforme dentro da batería, reducir o circuíto secundario e aumentar a recuperación da calor residual do sistema, mellorando así o rendemento do control da temperatura da batería. Non obstante, debido á tecnoloxía de intercambio de calor directo entre a batería e o refrixerante, é necesario aumentar o arrefriamento e a calor mediante o traballo do sistema de bomba de calor. Por unha banda, o control da temperatura da batería está limitado polo arranque e a parada do sistema de aire acondicionado da bomba de calor, o que ten un certo impacto no rendemento do circuíto de refrixerante. Por unha banda, tamén limita o uso de fontes de arrefriamento naturais nas estacións de transición, polo que esta tecnoloxía aínda necesita máis investigación, mellora e avaliación da aplicación.
Progreso da investigación de compoñentes clave
Sistema de xestión térmica do vehículo eléctrico (HVCH) consta de múltiples compoñentes, incluíndo principalmente compresores eléctricos, válvulas electrónicas, intercambiadores de calor, varias tubaxes e depósitos de líquido. Entre eles, o compresor, a válvula electrónica e o intercambiador de calor son os compoñentes básicos do sistema de bomba de calor. A medida que a demanda de vehículos eléctricos lixeiros continúa a aumentar e o grao de integración do sistema continúa a profundizarse, os compoñentes de xestión térmica dos vehículos eléctricos tamén se están a desenvolver na dirección de lixeiros, integrados e modularizados. Co fin de mellorar a aplicabilidade dos vehículos eléctricos en condicións extremas, tamén se están a desenvolver e aplicar compoñentes que poidan funcionar normalmente en condicións extremas e cumprir os requisitos de rendemento da xestión térmica do automóbil.
Data de publicación: 04-04-2023
