Perché i veicoli elettrici hanno bisogno di un TMS termico
Sistema di gestione?
Rispetto alle auto tradizionali, i veicoli elettrici hanno un controller aggiuntivo chiamato TMS (Thermal Management System). Questo controller suona un po' insolito, ma in realtà abbiamo utilizzato una funzione che contiene nelle auto tradizionali, ovvero l'aria condizionata automatica HVAC.
Perché l'aria condizionata automatica diventa un sistema di gestione termica nei veicoli elettrici? Tutto inizia dal sistema di alimentazione del veicolo.
1. Differenze nei sistemi di alimentazione
Il sistema di alimentazione dei veicoli tradizionali deriva dal motore. La temperatura di funzionamento ottimale del motore è di 85-105 gradi. Quando la temperatura è troppo bassa, le prestazioni sono scarse ed è necessario il preriscaldamento; quando la temperatura è troppo alta, causerà danni ai componenti e richiederà la dissipazione del calore.
Il preriscaldamento a bassa temperatura dei veicoli a benzina di solito richiede solo che il motore si avvii per un po' e la temperatura può essere aumentata dal suo stesso calore, senza ulteriore elaborazione; la dissipazione del calore ad alta temperatura richiede l'accensione della ventola di raffreddamento per dissipare il refrigerante del motore. In breve, le caratteristiche del motore sono calore elevato e alta temperatura e la richiesta di controllo della temperatura è principalmente raffreddamento, il che è relativamente semplice.
Pertanto, i sistemi correlati al calore nelle auto tradizionali sono principalmente sistemi di aria condizionata e sistemi di raffreddamento del motore. Quando il condizionatore d'aria riscalda, utilizzerà il calore di scarto ad alta temperatura generato dal motore quando è in funzione, ma il condizionatore d'aria e il sistema di raffreddamento del motore sono due controller indipendenti.
Il sistema di alimentazione dei veicoli elettrici proviene dal motore, e la fonte di alimentazione proviene dalla batteria di alimentazione. Le caratteristiche del motore sono simili a quelle del motore a combustione interna. Genererà calore durante il funzionamento e deve essere raffreddato.
Tuttavia, la batteria di alimentazione è molto diversa. La temperatura di funzionamento ottimale della batteria di alimentazione è di 20-40 gradi. Se la temperatura è troppo bassa, la capacità della batteria diminuirà notevolmente. Il fenomeno di elettrodeposizione durante la carica a bassa temperatura causerà anche gravi danni alla batteria.
Una temperatura eccessiva non solo accelera l'invecchiamento della batteria, ma causa anche l'espansione della batteria, perdite, cortocircuiti e persino esplosioni. Pertanto, rispetto al ruvido motore tradizionale, la batteria di potenza è così preziosa e il suo controllo della temperatura deve essere molto preciso e meticoloso!
2. Controllore di gestione termica integrato ITM
A causa dei diversi sistemi di alimentazione, i sistemi correlati al calore dei veicoli elettrici includono sistemi di aria condizionata, gestione termica della batteria e sistemi di raffreddamento del motore.
Da un punto di vista quantitativo, i veicoli elettrici hanno solo una gestione termica della batteria in più rispetto ai veicoli a combustibile tradizionali. È sufficiente aggiungere un controller di gestione termica della batteria?
Infatti, il cambiamento del sistema di alimentazione dei veicoli elettrici ha portato a una relazione più stretta tra i sistemi di gestione termica originariamente indipendenti!
Ad esempio, il sistema di aria condizionata, il riscaldamento originale era generato dal calore di scarto del motore, il che consente un notevole risparmio energetico. Il riscaldamento dei veicoli elettrici può basarsi solo sul principio della pompa di calore o sul principio di riscaldamento PTC del condizionatore d'aria.
Il principio della pompa di calore richiede che il compressore funzioni e che il PTC sia acceso per il riscaldamento. Entrambi i metodi consumano elettricità e il PTC ne consuma di più. L'elettricità proviene dalla batteria di alimentazione, quindi lo stato di funzionamento del sistema di aria condizionata dipende dalle prestazioni della batteria di alimentazione.
Come accennato in precedenza, l'intervallo di temperatura di funzionamento ottimale della batteria di potenza è molto ristretto e una semplice ventola di preriscaldamento e raffreddamento come un'auto tradizionale non può controllarlo. Il riscaldamento e il raffreddamento del sistema di aria condizionata devono garantire l'effetto di controllo della temperatura. Pertanto, le prestazioni della batteria di potenza dipendono dalla regolazione del sistema di aria condizionata.
Allo stesso modo, il condizionatore d'aria può raffreddare il motore e il calore del motore può essere utilizzato anche per alimentare la batteria e l'aria condizionata, quindi la relazione tra i tre si sta rafforzando.
Una temperatura della batteria troppo alta o troppo bassa inciderà sull'autonomia di crociera del veicolo e sul comfort dell'aria condizionata. La temperatura eccessiva del motore e del controllo elettronico inciderà anche sulla capacità di guida dell'intero veicolo. Queste caratteristiche pongono requisiti più elevati per la gestione termica.
I requisiti più elevati dei veicoli elettrici per la gestione termica e la stretta relazione tra aria condizionata, batterie e motori hanno portato allo sviluppo della gestione termica indipendente originale verso un sistema di gestione termica integrato per l'intero veicolo che unifica batterie, motori e aria condizionata dell'abitacolo passeggeri. Questo approccio di integrazione strutturale e accoppiamento funzionale semplifica il raggiungimento di consumi energetici e costi ottimali per l'intero veicolo.
