Soluzioni tecniche tipiche per la gestione termica
di veicoli a nuova energia
La funzione principale della gestione termica automobilistica è quella di fornire un ambiente a temperatura adeguata per i passeggeri dell'abitacolo e di consentire ai vari componenti del veicolo di funzionare entro un intervallo di temperature adeguato. La gestione termica automobilistica in senso lato comprende la gestione degli impianti di climatizzazione e di altri impianti di riscaldamento dell'auto, mentre la gestione termica in senso stretto si riferisce solo a questi ultimi.
Il sistema di gestione termica dei veicoli a nuova energia è più complesso di quello dei veicoli tradizionali. Il tradizionale sistema di gestione termica dell'automobile comprende principalmente due parti: il sistema di raffreddamento del motore e il sistema di climatizzazione dell'automobile. I veicoli a nuova energia non includono solo i tradizionali sistemi di climatizzazione delle auto (i veicoli ibridi plug-in includono anche sistemi di raffreddamento del motore), ma aggiungono anche nuovi requisiti di raffreddamento per batterie, motori, ecc.
In termini di requisiti di gestione termica, i sistemi di gestione termica dei veicoli a nuova energia comprendono principalmente l'ambiente del pacco batteria, i dispositivi elettronici di potenza, il raffreddamento del motore, il condizionamento dell'aria automobilistico, ecc. I più importanti sono il sistema di climatizzazione e il sistema di gestione termica della batteria.
Rispetto ai veicoli a carburante tradizionale, che prestano maggiore attenzione alla gestione termica del motore, il sistema di gestione termica dei veicoli a nuova energia deve considerare la relazione tra calore, gruppo propulsore e veicolo da un’integrazione del sistema e da una prospettiva globale, e utilizzare mezzi completi per controllare e ottimizzare il trasferimento di calore. sistema.
L'impianto di climatizzazione di un veicolo a carburante tradizionale è composto principalmente da due parti. Il sistema di refrigerazione utilizza la refrigerazione a compressione di vapore alimentata dal motore, mentre il sistema di riscaldamento introduce principalmente il calore del liquido di raffreddamento nel veicolo. Durante il raffreddamento estivo dei veicoli puramente elettrici, il compressore del climatizzatore viene azionato da un motore elettrico. Tuttavia, in inverno non viene prodotto il calore di scarto del motore, quindi sono necessari altri metodi per risolvere il problema del riscaldamento. Poiché la fonte energetica dei veicoli puramente elettrici è diversa da quella dei veicoli a carburante tradizionale, esistono principalmente le seguenti soluzioni per il sistema di climatizzazione dei veicoli puramente elettrici.
1) Refrigerazione a compressione di vapore + sistema di riscaldamento elettrico PTC
Quando l'auto viene refrigerata in estate, il motore elettrico fa funzionare il compressore del climatizzatore. Il principio di refrigerazione è lo stesso del veicolo a carburante ed è possibile raggiungere anche lo scopo della refrigerazione. Durante il riscaldamento invernale, il PTC si riscalda consumando l'energia della batteria. Questo metodo di riscaldamento è attualmente un metodo comunemente utilizzato nei veicoli elettrici.
I riscaldatori PTC sono divisi in due tipi, uno si riscalda riscaldando il liquido e l'altro si riscalda riscaldando l'aria. Il sistema di refrigerazione a compressione di vapore + riscaldamento elettrico PTC ha un'elevata affidabilità e può soddisfare le esigenze dei membri del veicolo per il controllo della temperatura. Tuttavia, ha una bassa efficienza termica, un basso utilizzo di energia e costi elevati. La ricerca mostra che il chilometraggio dei veicoli dotati di questo sistema sarà ridotto di circa circa 1/3.
2) Utilizzare il sistema di riscaldamento del calore di scarto
Durante il funzionamento, i veicoli elettrici puri utilizzano il calore generato da componenti come inverter, motori e batterie per riscaldare l'interno del veicolo. La ricerca mostra che la temperatura generata in questa modalità è di circa 50 gradi, che può sostanzialmente soddisfare le esigenze di guida in un'auto in normali condizioni di riscaldamento, ma è difficile fornire abbastanza calore per l'auto a temperature più basse. Pertanto questa soluzione può essere utilizzata solo come riscaldamento ausiliario.
3) Sistema di refrigerazione a semiconduttore, riscaldamento acustico e condizionamento dell'aria
I sistemi di condizionamento/riscaldamento a semiconduttore utilizzano giunzioni PN composte da speciali materiali semiconduttori per formare una coppia di termocoppie e produrre l'effetto Peltier. Questo sistema non richiede alcun refrigerante, non presenta fonti di inquinamento, vibrazioni e rumore. Può sia raffreddare che riscaldare. È facile realizzare il controllo remoto, il controllo del programma e il controllo del computer. Il tempo di riscaldamento è rapido e può raggiungere variazioni di temperatura da 90 a 130 gradi. Attualmente, i materiali termoelettrici hanno un basso coefficiente di merito e le loro prestazioni di refrigerazione non sono ideali. Inoltre, la potenza della termopila è limitata dalla potenza degli elementi che costituiscono l'elemento termoelettrico e non soddisfa i requisiti di risparmio energetico e di climatizzazione efficiente dei veicoli elettrici.
4) Impianto di climatizzazione a pompa di calore
Il sistema di climatizzazione a pompa di calore utilizza un motore elettrico come potenza per far funzionare il compressore del climatizzatore. Utilizza le caratteristiche reversibili del ciclo di refrigerazione per integrare refrigerazione e riscaldamento. Presenta i vantaggi di una struttura compatta, di un'elevata efficienza e di una protezione ambientale. È diventato un esperto nazionale ed estero nei sistemi di climatizzazione dei veicoli elettrici. Punti caldi della ricerca.
