Tradicionālajiem siltumsūkņu gaisa kondicionieriem ir zema sildīšanas efektivitāte un nepietiekama sildīšanas jauda aukstā vidē, kas ierobežo elektrotransportlīdzekļu pielietojuma scenārijus. Tāpēc ir izstrādāta un pielietota virkne metožu, lai uzlabotu siltumsūkņu gaisa kondicionieru darbību zemas temperatūras apstākļos. Racionāli palielinot sekundāro siltumapmaiņas ķēdi, vienlaikus atdzesējot barošanas akumulatoru un motora sistēmu, atlikušais siltums tiek pārstrādāts, lai uzlabotu elektrotransportlīdzekļu sildīšanas jaudu zemas temperatūras apstākļos. Eksperimentālie rezultāti liecina, ka siltuma atgūšanas siltumsūkņa gaisa kondicioniera sildīšanas jauda ir ievērojami uzlabota salīdzinājumā ar tradicionālo siltumsūkņa gaisa kondicionieri. Tesla Model Y un Volkswagen ID4 tiek izmantots siltuma atgūšanas siltumsūknis ar dziļāku katras termiskās pārvaldības apakšsistēmas savienojuma pakāpi un transportlīdzekļa termiskās pārvaldības sistēma ar augstāku integrācijas pakāpi. Ir pielietoti CROZZ un citi modeļi (kā parādīts labajā pusē). Tomēr, ja apkārtējās vides temperatūra ir zemāka un siltuma atgūšanas apjoms ir mazāks, siltuma atgūšana vien nevar apmierināt sildīšanas jaudas pieprasījumu zemas temperatūras vidē, un iepriekš minētajos gadījumos joprojām ir nepieciešami PTC sildītāji, lai kompensētu sildīšanas jaudas trūkumu. Tomēr, pakāpeniski uzlabojot elektrotransportlīdzekļa termiskās pārvaldības integrācijas līmeni, ir iespējams palielināt siltuma atgūšanas apjomu, pamatoti palielinot motora radīto siltumu, tādējādi palielinot siltumsūkņa sistēmas sildīšanas jaudu un COP, un izvairoties noPTC dzesēšanas šķidruma sildītājs/PTC gaisa sildītājs. Vienlaikus vēl vairāk samazinot siltuma pārvaldības sistēmas telpas aizņemtības līmeni, tā apmierina elektrotransportlīdzekļu apkures vajadzības zemas temperatūras vidē. Papildus akumulatoru un motoru sistēmu siltuma atgūšanai un izmantošanai, atgaitas gaisa izmantošana ir arī veids, kā samazināt siltuma pārvaldības sistēmas enerģijas patēriņu zemas temperatūras apstākļos. Pētījuma rezultāti liecina, ka zemas temperatūras vidē saprātīgi atgaitas gaisa izmantošanas pasākumi var samazināt elektrotransportlīdzekļu nepieciešamo apkures jaudu par 46% līdz 62%, vienlaikus novēršot logu aizsvīšanu un apledošanu, un var samazināt apkures enerģijas patēriņu līdz pat 40%. . Denso Japan ir arī izstrādājis atbilstošu divslāņu atgaitas gaisa/svaigaisa struktūru, kas var samazināt ventilācijas radītos siltuma zudumus par 30%, vienlaikus novēršot aizsvīšanu. Šajā posmā elektrotransportlīdzekļu siltuma pārvaldības vides pielāgojamība ekstremālos apstākļos pakāpeniski uzlabojas, un tā attīstās integrācijas un videi draudzīgākas pārvietošanās virzienā.
Lai vēl vairāk uzlabotu akumulatora termiskās pārvaldības efektivitāti lielas jaudas apstākļos un samazinātu termiskās pārvaldības sarežģītību, tiešās dzesēšanas un tiešās sildīšanas akumulatora temperatūras kontroles metode, kas tieši nosūta aukstumaģentu akumulatoru blokā siltuma apmaiņai, ir arī pašreizējais tehniskais risinājums. Tiešās siltumapmaiņas termiskās pārvaldības konfigurācija starp akumulatoru bloku un aukstumaģentu ir parādīta attēlā labajā pusē. Tiešās dzesēšanas tehnoloģija var uzlabot siltumapmaiņas efektivitāti un siltumapmaiņas ātrumu, panākt vienmērīgāku temperatūras sadalījumu akumulatora iekšpusē, samazināt sekundāro cilpu un palielināt sistēmas siltuma atgūšanu, tādējādi uzlabojot akumulatora temperatūras kontroles veiktspēju. Tomēr tiešās siltumapmaiņas tehnoloģijas dēļ starp akumulatoru un aukstumaģentu dzesēšana un siltums ir jāpalielina, izmantojot siltumsūkņa sistēmu. No vienas puses, akumulatora temperatūras kontroli ierobežo siltumsūkņa gaisa kondicionēšanas sistēmas ieslēgšana un izslēgšana, kas zināmā mērā ietekmē aukstumaģenta cilpas veiktspēju. No vienas puses, tā arī ierobežo dabisko dzesēšanas avotu izmantošanu pārejas sezonās, tāpēc šī tehnoloģija joprojām ir tālāk pētnieciska, uzlabojoša un pielietojama.
Galveno komponentu pētniecības progress
Elektromobiļa termiskās pārvaldības sistēma (HVCH) sastāv no vairākām sastāvdaļām, galvenokārt no elektriskajiem kompresoriem, elektroniskajiem vārstiem, siltummaiņiem, dažādiem cauruļvadiem un šķidruma rezervuāriem. Starp tiem kompresors, elektroniskais vārsts un siltummainis ir siltumsūkņa sistēmas galvenās sastāvdaļas. Tā kā pieprasījums pēc vieglajiem elektrotransportlīdzekļiem turpina pieaugt un sistēmu integrācijas pakāpe turpina padziļināties, arī elektrotransportlīdzekļu termiskās pārvaldības komponenti attīstās vieglsvara, integrētības un modularizācijas virzienā. Lai uzlabotu elektrotransportlīdzekļu piemērojamību ekstremālos apstākļos, tiek izstrādāti un attiecīgi pielietoti arī komponenti, kas var normāli darboties ekstremālos apstākļos un atbilst automobiļu termiskās pārvaldības veiktspējas prasībām.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 4. aprīlis
