Þróunarsaga rafbílaHitauppstreymi
Stjórnunartækni
Hitastjórnun ökutækja er ein af kjarnatækni fyrir þróun rafknúinna ökutækja, sem felur í sér fjölmarka stjórnun eins og hitastig farþega og rakaumhverfisstýringu, hitastýringu raforkukerfis, glervörn gegn þoku og þoku, osfrv. Samkvæmt hitastjórnun kerfisarkitektúr og samþættingarstig, þróun hitastjórnunar rafknúinna ökutækja er dregin saman í þrjú stig, eins og sýnt er á mynd 1. Frá einni kælingu ásamt rafhitun til varmadælna ásamt rafmagns aukahita til hægfara tengingar breitt hitasvæðis. varmadælur með hitastjórnun ökutækja, varmastjórnunartækni ökutækja rafknúinna ökutækja er smám saman að þróast í mjög samþætta og skynsamlega átt og á breitt hitastig. Aðlögunarhæfni umhverfisins við svæðisbundnar og erfiðar aðstæður batnar smám saman.
Ⅰ Fyrsta stigs PTC upphitun
Á upphafsstigi iðnvæðingar rafknúinna ökutækja voru þau í grundvallaratriðum þróuð með því að skipta um raforkukerfi eins og rafhlöður og mótorar sem kjarnatækni. Hjálparkerfi eins og loftkæling í farþegarými, þokueyðingu á rúðum og hitastýringu aflhluta voru byggð á hefðbundinni hitastjórnunartækni fyrir eldsneyti ökutækja. Byggt á smám saman framförum. Bæði hrein rafknúin ökutæki loftræsting og eldsneyti ökutæki loft hárnæring ná kælivirkni í gegnum gufuþjöppun hringrás. Munurinn á þessu tvennu er að loftræstiþjöppu eldsneytisbifreiða er óbeint knúin áfram af vélinni í gegnum belti, en hrein rafknúin ökutæki nota beint rafdrifna þjöppu til að knýja kælingu. hringrás. Þegar eldsneytisbifreið er hituð á veturna er afgangshiti vélarinnar notaður beint til að hita farþegarýmið án þess að þörf sé á viðbótarhitagjöfum. Hins vegar getur úrgangshiti vélknúinna rafknúinna ökutækja ekki mætt upphitunarþörf á veturna. Þess vegna er vetrarhitun vandamál sem hrein rafknúin farartæki þurfa að leysa.
Þegar rafknúið ökutæki starfar eðlilega losnar rafgeymirinn og myndar hita, sem veldur því að hitastigið hækkar, sem krefst þess að rafhlaðan sé kæld niður. Kælingaraðferðir rafhlöðu fela aðallega í sér loftkælingu, vökvakælingu, fasabreytingarefniskælingu og hitapípukælingu. Vegna þess að loftkæling hefur einfalda uppbyggingu, litlum tilkostnaði og auðvelt viðhald var hún mikið notuð í fyrstu rafknúnum ökutækjum. Helsta form varmastjórnunar á þessu stigi er að hvert sjálfstætt undirkerfi uppfyllir þarfir varmastjórnunar.
ⅡAnnað stig hitadælutækniforritsins
Í raunverulegri notkun hafa rafknúin farartæki meiri orkuþörf til upphitunar á veturna. Frá hitaaflfræðilegu sjónarhorni er COP fyrir PTC upphitun alltaf minna en 1, sem gerir PTC hitunarorkunotkun mikla og orkunýtingarhlutfall lágt, sem takmarkar verulega rafknúin farartæki. kílómetrafjöldi. Varmadælutækni notar gufuþjöppunarferil til að nýta lággæða hita í umhverfinu. Fræðileg COP við upphitun er meiri en 1. Þess vegna getur notkun varmadælukerfis í stað PTC aukið akstursdrægi rafknúinna ökutækja við hitunarskilyrði.
Hins vegar, í lághitaumhverfi, er hitunargeta hefðbundinna varmadælukerfa verulega skert og getur ekki uppfyllt hitunarþörf rafbíla í lághitaumhverfi. Viðbótarhitarar eru nauðsynlegir fyrir aukahitun. Þess vegna hefur hitunaraðferð varmadælna auk PTC aukahita orðið mikilvæg upphitunaraðferð fyrir rafknúin ökutæki í lághitaumhverfi á veturna. Helsta aðferðin við upphitun skála. Eftir því sem afkastageta og kraftur rafhlaðna eykst enn frekar, eykst hitauppstreymi á meðan á notkun rafhlöðu stendur einnig smám saman. Hefðbundin loftkæliuppbygging getur ekki uppfyllt hitastýringarþarfir rafhlöðu, þannig að fljótandi kæling hefur orðið aðalaðferðin við hitastýringu rafhlöðunnar.
Þar að auki, þar sem þægilegt hitastig sem mannslíkaminn krefst er svipað og hitastigið sem rafgeymirinn starfar við venjulega, er hægt að mæta kæliþörf farþegarýmisins og rafhlöðunnar með því að tengja varmaskipti samhliða í farþegarýmishitanum. dælukerfi. Hiti rafhlöðunnar er óbeint tekinn í burtu í gegnum varmaskipti og aukakælingu og samþættingarstig alls hitastjórnunarkerfis ökutækja rafknúinna ökutækja hefur verið bætt. Þrátt fyrir að samþættingin hafi batnað, samþættir hitastjórnunarkerfið á þessu stigi aðeins rafhlöðukælingu og farþegarýmiskælingu í stuttan tíma og úrgangshiti rafhlöðunnar og mótorsins hefur ekki verið nýtt á áhrifaríkan hátt.
Ⅲ Þróun samþættrar tækni fyrir breitt hitastig varmadælu og varmastjórnun ökutækja
Hefðbundnar varmadælur loftræstir hafa litla hitunarnýtni og ófullnægjandi hitunargetu í miklu köldu umhverfi, sem takmarkar notkunarsvið rafknúinna ökutækja. Þess vegna hefur verið þróað og beitt röð aðferða til að bæta árangur varmadælu loftræstitækja við lágt hitastig. Með því að bæta við efri varmaskiptarás með sanngjörnum hætti, meðan rafgeymirinn og mótorkerfið er kælt, er hitinn sem eftir er endurunninn til að auka hitunargetu rafknúinna ökutækja við lágt hitastig. Tilraunaniðurstöður sýna að hitunargeta úrgangshitadæluloftræstinga er verulega aukin samanborið við hefðbundnar varmadælur.
Hins vegar, þegar umhverfishitastigið er lægra og magn endurheimtar úrgangshita er minna, getur úrgangshitaendurheimt ein sér samt ekki uppfyllt kröfur um hitunargetu í lághitaumhverfi. Enn þarf að nota PTC hitara til að bæta upp skort á hitunargetu við ofangreindar aðstæður. Hins vegar, með smám saman bættri samþættingu varmastjórnunar sporvagna, er hægt að auka magn afgangshita endurheimt með því að auka varann sem myndast af mótornum á hæfilegan hátt og auka þannig hitunargetu og COP varmadælukerfisins og forðast notkun af PTC hitara. Það dregur enn frekar úr rýmisnotkun hitastjórnunarkerfisins á sama tíma og það uppfyllir hitunarþarfir rafknúinna ökutækja í lághitaumhverfi.
Auk þess að endurvinna úrgangshita frá rafhlöðum og mótorkerfum er nýting lofts í skilum einnig leið til að draga úr orkunotkun varmastjórnunarkerfa við lághitaskilyrði. Rannsóknarniðurstöður sýna að í lághitaumhverfi geta sanngjarnar ráðstafanir til endurnýtingar lofts komið í veg fyrir þoku og frost á bílrúðum á sama tíma og rafknúin ökutæki dregur úr hitaorku sem þarf til rafknúinna ökutækja um 46% til 62% og getur dregið úr hitaorkunotkun um 40% kl. flestum. . Nippon Denso hefur einnig þróað samsvarandi tvöfalda endurkomuloft/ferskloft uppbyggingu, sem getur komið í veg fyrir þoku og dregið úr hitatapi af völdum loftræstingar um 30%. Á þessu stigi er umhverfisaðlögunarhæfni hitauppstreymis rafknúinna ökutækja við erfiðar aðstæður smám saman að batna og það er að þróast í átt að samþættingu og grænni.
Til þess að bæta enn frekar hitastjórnunarskilvirkni rafhlöðunnar við mikla aflskilyrði og draga úr flóknu hitastjórnunarkerfi, er bein kæling og bein hitunarhitastýringaraðferð rafhlöðunnar sem sendir kælimiðilinn beint inn í rafhlöðupakkann til varmaskipti einnig straumur. tæknilausn. Hitastjórnunarstillingin á beinum varmaskiptum milli rafhlöðupakkans og kælimiðilsins er sýnd á mynd 5. Bein kælingartækni getur bætt skilvirkni hitaskipta og varmaflutning, náð jafnari hitadreifingu inni í rafhlöðunni, dregið úr aukalykkjum og aukið sóun á kerfi. hita endurheimt, og þar með bætt hitastýringu rafhlöðunnar. Hins vegar, þar sem bein varmaskiptatækni milli rafgeymisins og kælimiðilsins krefst þess að varmadælakerfið auki kælihitann, er hitastýring rafgeymisins annars vegar takmörkuð af ræsingu og stöðvun á loftræstikerfi varmadælunnar, sem hefur ákveðin áhrif á frammistöðu kælimiðilslykkjunnar. Það takmarkar einnig notkun náttúrulegra kuldagjafa á breytingatímabilum, þannig að þessi tækni þarfnast enn frekari rannsóknabóta og mats á notkun.
