1. Elektrotransportlīdzekļu termiskās pārvaldības prasības (HVCH)
Pasažieru nodalījums ir vides telpa, kurā vadītājs atrodas transportlīdzekļa kustības laikā. Lai nodrošinātu vadītājam komfortablu braukšanas vidi, pasažieru nodalījuma temperatūras pārvaldībai ir jākontrolē transportlīdzekļa iekšējās vides temperatūra, mitrums un gaisa pieplūdes temperatūra. Pasažieru nodalījuma temperatūras pārvaldības prasības dažādos apstākļos ir parādītas 1. tabulā.
Akumulatora temperatūras kontrole ir svarīgs priekšnoteikums, lai nodrošinātu elektrotransportlīdzekļu efektīvu un drošu darbību. Pārāk augsta temperatūra izraisa šķidruma noplūdi un spontānu aizdegšanos, kas ietekmē braukšanas drošību; pārāk zema temperatūra zināmā mērā samazina akumulatora uzlādes un izlādes jaudu. Pateicoties augstajam enerģijas blīvumam un vieglajam svaram, litija akumulatori ir kļuvuši par visplašāk izmantotajiem akumulatoriem elektriskajos transportlīdzekļos. Litija akumulatoru temperatūras kontroles prasības un akumulatora siltumslodze dažādos apstākļos, kas aprēķināta saskaņā ar literatūru, ir parādīta 2. tabulā. Pakāpeniski palielinoties akumulatora enerģijas blīvumam, paplašinoties darba vides temperatūras diapazonam un palielinoties ātrai uzlādes ātrumam, akumulatora temperatūras kontroles nozīme siltuma pārvaldības sistēmā ir kļuvusi vēl izteiktāka, ne tikai lai apmierinātu dažādus ceļa apstākļus un dažādus uzlādes un izlādes režīmus. Temperatūras kontroles slodzes izmaiņas transportlīdzekļa darba apstākļos, temperatūras lauka vienmērīgums starp akumulatoru blokiem un termiskās nekontrolējamas temperatūras novēršana un kontrole ir nepieciešama arī, lai izpildītu visas temperatūras kontroles prasības dažādos vides apstākļos, piemēram, stiprā aukstumā, karstumā un mitrumā, karstā vasarā un aukstā ziemā.
2. Pirmās pakāpes PTC sildīšana
Elektrotransportlīdzekļu industrializācijas sākumposmā pamattehnoloģija pamatā balstās uz akumulatoru, motoru un citu energosistēmu nomaiņu, kas balstīta uz pakāpeniskiem uzlabojumiem. Gan tīra elektriskā transportlīdzekļa gaisa kondicionieris, gan degvielas transportlīdzekļa gaisa kondicionieris realizē dzesēšanas funkciju, izmantojot tvaika kompresijas ciklu. Atšķirība starp abiem ir tāda, ka degvielas transportlīdzekļa gaisa kondicioniera kompresoru netieši darbina dzinējs caur siksnu, savukārt tīrs elektriskais transportlīdzeklis tieši izmanto elektriskās piedziņas kompresoru, lai darbinātu dzesēšanas ciklu. Kad ziemā tiek sildīti degvielas transportlīdzekļi, dzinēja radītais siltums tiek tieši izmantots pasažieru salona apsildei bez papildu siltuma avota. Tomēr tīra elektriskā transportlīdzekļa motora radītais siltums nevar apmierināt ziemas apkures vajadzības. Tāpēc ziemas apsilde ir problēma, kas jārisina tīriem elektriskajiem transportlīdzekļiem. Pozitīva temperatūras koeficienta sildītājs (pozitīvs temperatūras koeficients, PTC) sastāv no PTC keramikas sildelementa un alumīnija caurules (PTC dzesēšanas šķidruma sildītājs/PTC gaisa sildītājs), kam ir mazas termiskās pretestības un augstas siltuma pārneses efektivitātes priekšrocības, un to izmanto degvielas transportlīdzekļu virsbūves pamatnē. Tāpēc agrīnajos elektriskajos transportlīdzekļos pasažieru nodalījuma termiskās vadības nodrošināšanai tika izmantota tvaika kompresijas saldēšanas cikla dzesēšana un PTC sildīšana.
2.1 Siltumsūkņu tehnoloģijas pielietojums otrajā posmā
Faktiskajā lietošanā elektriskajiem transportlīdzekļiem ziemā ir liels apkures enerģijas patēriņš. No termodinamiskā viedokļa PTC apkures COP vienmēr ir mazāks par 1, kas padara PTC apkures enerģijas patēriņu augstu un enerģijas izmantošanas līmeni zemu, kas nopietni ierobežo elektrisko transportlīdzekļu nobraukumu. Siltumsūkņa tehnoloģija izmanto tvaika kompresijas ciklu, lai izmantotu zemas kvalitātes siltumu vidē, un teorētiskais COP apkures laikā ir lielāks par 1. Tādēļ, izmantojot siltumsūkņa sistēmu PTC vietā, var palielināt elektrisko transportlīdzekļu nobraukumu apkures apstākļos. Turpmāk uzlabojot akumulatora ietilpību un jaudu, pakāpeniski palielinās arī termiskā slodze akumulatora darbības laikā. Tradicionālā gaisa dzesēšanas struktūra nevar apmierināt akumulatora temperatūras kontroles prasības. Tāpēc šķidruma dzesēšana ir kļuvusi par galveno akumulatora temperatūras kontroles metodi. Turklāt, tā kā cilvēka ķermenim nepieciešamā komforta temperatūra ir līdzīga temperatūrai, kurā akumulators darbojas normāli, pasažieru salona un akumulatora dzesēšanas prasības var apmierināt, paralēli savienojot siltummaiņus pasažieru salona siltumsūkņa sistēmā. Siltummainis un sekundārā dzesēšana netieši aizvada akumulatora siltumu, un ir uzlabota elektrotransportlīdzekļa termiskās pārvaldības sistēmas integrācijas pakāpe. Lai gan integrācijas pakāpe ir uzlabota, šajā posmā termiskās pārvaldības sistēma tikai vienkārši integrē akumulatora un pasažieru nodalījuma dzesēšanu, un akumulatora un motora radītais siltums netiek efektīvi izmantots.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 4. aprīlis
