Þróun loftræstikerfis fyrir bíla undir þróun rafvæðingar
Undir bylgju rafvæðingar ökutækja og upplýsingaöflunar hafa rafknúin ökutæki þróast hratt. Sala á rafknúnum ökutækjum hefur vaxið hratt á undanförnum árum, en „sviðskvíði“ og „öryggiskvíði“ eru enn í vandræðum hjá mörgum neytendum. Vandamálið við siglingasvið er sérstaklega augljóst við lágt hitastig. Þegar rafknúið ökutæki er ekið við lágt hitastig getur akstursgeta ökutækisins minnkað um meira en 40% vegna notkunar á hitaraloftkælingu og minni rafhlöðuafköstum. Frá öryggissjónarmiði er rafhlaðan og hitastjórnun rafmagnstækja í bílnum einnig sérstaklega mikilvæg. Þessi vandamál krefjast afkastameiri varmastjórnunarkerfis fyrir bíla til að leysa. Einfaldlega sagt, hitastjórnunarkerfið bifreiða inniheldur aðallega tengda hluta eins og loftræstikerfi, hitastjórnun rafhlöðu, rafeindastýringu mótors og hitastjórnun raftækja með miklum krafti.
Meðal þeirra vísar loftræstikerfi ökutækja (hitun, loftræsting og loftræsting, loftræsting) til kerfisins eða tengds búnaðar sem ber ábyrgð á upphitun, loftræstingu og loftræstingu í ökutækinu. Nánar tiltekið er loftræstikerfi aðallega skipt í tengda íhluti eins og kælibúnað, hitunartæki og mannavélaviðmót (HMI).
Næst munum við skoða kælibúnaðinn, hitabúnaðinn og HMI í loftræstikerfi í sömu röð og einblína á tæknilegar lausnir og þróunarstrauma loftræstikerfis fyrir rafbíla.
1. Kælitæki
Kælibúnaður loftræstikerfis bifreiða er svipað og algengt loftræstikerfi okkar, sem notar ástandshringrás kælimiðilsþjöppunar, þéttingar, stækkunar og uppgufun til að ná hitastýringu. Hitaflutningur á sér stað fyrst og fremst með breytingum á ástandi kælimiðilsins. Helstu þættir kælieiningar sem bera ábyrgð á ofangreindum aðgerðum eru þjöppur, eimsvala, þensluventill, móttakari/þurrkari og uppgufunartæki.
Eins og sýnt er á myndinni gleypir fljótandi kælimiðillinn hita frá farþegarýminu og gufar upp í loftkennt ástand í uppgufunartækinu. Gufan er síðan dregin út úr uppgufunartækinu með þjöppu sem þjappar gufunni saman til að auka þrýstinginn. Háþrýstings- og háhitagufan sem myndast af þjöppunni er síðan kæld með utanaðkomandi lofti í eimsvalanum og þéttist í háþrýstidökva. Vökvinn þenst út og þjappast saman í þenslulokanum áður en hann fer inn í uppgufunartækið. Ofangreint ferli er samfelld hringrás. Uppgufunarferlið gleypir hita frá loftinu í kring til að ná kælandi áhrifum og kalda loftinu er blásið inn í farþegarýmið í gegnum viftu.
2. Hitatæki
Fyrir ökutæki með brunahreyfli er auðveldara að hita ökutækið en að kæla það. Nýtni brunahreyfilsins er lítil (um 30%) og hún myndar meiri hita meðan á notkun stendur. Þessi hiti streymir inn í hitarakjarnann í gegnum kælivökvann og síðan með einfaldri stjórn er hægt að blása stjórnanlegu heitu lofti inn í farþegarýmið í gegnum viftu. , halda hitastigi farþegarýmisins stöðugu. Ferlið er mjög hagkvæmt og einfalt og hægt að framkvæma svo lengi sem brunavélin er í gangi. Það þarf ekki viðbótareldsneyti og mun ekki auka eldsneytisnotkun. En fyrir rafknúin farartæki er upphitun tiltölulega flókin aðgerð. Sem stendur eru almennari upphitunarlausnirnar PTC og varmadælur.
PTC (Positive Temperature Coefficient, Positive Temperature Coefficient Resistor) er dæmigerður hálfleiðaraviðnám með jákvætt hitastigsnæmi. Þegar það er virkjað mun það mynda hita, sem hægt er að nota til að hita loftkælingu. Þegar kveikt er á PTC fyrst mun viðnám þess sýna hægt lækkandi tilhneigingu þegar hitastigið eykst, það er hitaeiningagildi þess við stofuhita er lágt; þegar hitastigið fer yfir Curie hitastigið mun viðnámsgildi þess lækka með hitastigi. Aukningin er stighækkandi aukning og raunverulegur árangur er sá að hann hættir sjálfkrafa að virka. Sem PTC frumefni til upphitunar getur sjálfvirkur stöðugur hiti eiginleiki þess útrýmt þörfinni fyrir flókna hitastýringarrás. Í rafknúnum ökutækjum er PTC beint knúið af háspennu rafhlöðupakkanum og síðan er upphitunarstöðu hans stjórnað með einföldum PWM rofa til að ná fram mjög einföldu og áreiðanlegu hitakerfi.
Þrátt fyrir að PTC hafi einkenni einfaldrar uppbyggingar, varanlegra efna og góðra hitunaráhrifa, veldur kerfisbyggingin að vera beint knúin af háspennu rafhlöðupakka að hitunarferlið hefur áhrif á aksturssvið rafknúinna ökutækja. Rannsóknir sýna að notkun PTC mun draga úr endingu rafhlöðu rafbíla um það bil 24%.
Önnur lausn er varmadæla. Sem tegund viðnámsþáttar eru mörk PTC's COP (Coefficient of Performance, heating efficiency) 100%, það er að raforku er aðeins hægt að breyta í sama magn af varmaorku í mesta lagi, en varmadæla getur verið eins og hátt í 300%. Meginreglan um varmadælu er svipuð og í loftræstingu til heimilisnota. Kælimiðillinn flæðir í tvíátt í uppgufunarbúnaði og eimsvala loftræstikerfisins í gegnum fjórstefnuloka og flytur varmaorku frá lágstigs hitagjafa til hástigs hitagjafa og nær þannig fram áhrifum hitunar eða kælingar. Þessi „hitaflutningur“ Í samanburði við PTC-stillinguna getur ferlið sem ekki er „hitamyndandi“ sparað raforku verulega og þar með lengt aksturssvið rafknúinna ökutækja í raun og veru mikilvæg notkunarstefna loftræstikerfis fyrir rafbíla.
3. HMI
Ef vélin lætur bílinn hreyfa sig, gefur bílnum líf og er skottið á bílnum, þá gefur HMI bílnum visku og hugsun og er sál bílsins. Þess vegna hafa HMI kerfislausnir alltaf verið metnar af OEM bílum. OEMs verða að veita ökumönnum og farþegum örugga, sveigjanlega og þægilega siglinga- og afþreyingarupplifun. Á sama tíma er þetta einnig mikilvægur þáttur í mótun vöruaðgreiningar. Undanfarin ár, með rafvæðingu bíla og akstri stórra nýrra rafbílaframleiðenda, hefur HMI smám saman þróast í átt að miðstýringu, skimun og upplýsingaöflun, svipað og þróun snjallsíma. Oft hefur loftræstikerfi ekki lengur algjörlega sjálfstætt HMI viðmót heldur er það deilt með öðrum aðgerðum.
