Kể từ năm 2014, ngành công nghiệp xe điện đã dần trở nên nóng. Trong số đó, việc quản lý nhiệt xe của xe điện đã dần trở nên nóng. Bởi vì phạm vi của xe điện không chỉ phụ thuộc vào mật độ năng lượng của pin, mà còn vào công nghệ hệ thống quản lý nhiệt của xe. Hệ thống quản lý nhiệt pin cũng cóexperieNCED một quá trình từ đầu, từ bỏ bê đến sự chú ý.
Vì vậy, hôm nay, hãy nói vềQuản lý nhiệt của xe điện, họ đang quản lý những gì?
Sự tương đồng và khác biệt giữa quản lý nhiệt xe điện và quản lý nhiệt phương tiện truyền thống
Điểm này được đặt ở nơi đầu tiên bởi vì sau khi ngành công nghiệp ô tô bước vào kỷ nguyên năng lượng mới, phạm vi, phương pháp thực hiện và các thành phần của quản lý nhiệt đã thay đổi rất nhiều.
Không cần phải nói thêm về kiến trúc quản lý nhiệt của các phương tiện nhiên liệu truyền thống ở đây, và độc giả chuyên nghiệp đã rất rõ ràng rằng quản lý nhiệt truyền thống chủ yếu bao gồmHệ thống quản lý nhiệt điều hòa không khí và hệ thống con quản lý nhiệt của hệ truyền động.
Kiến trúc quản lý nhiệt của xe điện dựa trên kiến trúc quản lý nhiệt của xe nhiên liệu và thêm hệ thống quản lý nhiệt điện tử động cơ điện và hệ thống quản lý nhiệt pin, không giống như xe nhiên liệu, xe điện nhạy hơn với thay đổi nhiệt độ, nhiệt độ là chìa khóa Yếu tố để xác định sự an toàn, hiệu suất và tuổi thọ của nó, quản lý nhiệt là một phương tiện cần thiết để duy trì phạm vi nhiệt độ và tính đồng nhất thích hợp. Do đó, hệ thống quản lý nhiệt pin đặc biệt quan trọng và việc quản lý nhiệt của pin (tản nhiệt/dẫn nhiệt/cách nhiệt) liên quan trực tiếp đến sự an toàn của pin và tính nhất quán của năng lượng sau khi sử dụng lâu dài.
Vì vậy, về mặt chi tiết, chủ yếu có những khác biệt sau đây.
Các nguồn nhiệt khác nhau của điều hòa không khí
Hệ thống điều hòa không khí của xe tải nhiên liệu truyền thống chủ yếu bao gồm máy nén, bình ngưng, van mở rộng, thiết bị bay hơi, đường ống và các loại kháccác thành phần.
Khi làm mát, chất làm lạnh (chất làm lạnh) được thực hiện bởi máy nén và nhiệt trong xe được loại bỏ để giảm nhiệt độ, đó là nguyên tắc làm lạnh. Bởi vìmáy nén hoạt động Cần được điều khiển bởi động cơ, quá trình làm lạnh sẽ làm tăng gánh nặng của động cơ, và đây là lý do tại sao chúng ta nói rằng điều hòa không khí mùa hè có giá cao hơn dầu.
Hiện tại, hầu hết tất cả các hệ thống sưởi xe nhiên liệu là việc sử dụng nhiệt từ chất làm mát động cơ - một lượng lớn nhiệt thải do động cơ tạo ra có thể được sử dụng để làm ấm điều hòa. Chất làm mát chảy qua bộ trao đổi nhiệt (còn được gọi là bình nước) trong hệ thống không khí ấm, và không khí được vận chuyển bằng máy thổi được trao đổi nhiệt với chất làm mát động cơ, và không khí được làm nóng và sau đó được gửi vào xe.
Tuy nhiên, trong môi trường lạnh, động cơ cần chạy trong một thời gian dài để tăng nhiệt độ nước lên đúng nhiệt độ và người dùng cần phải chịu đựng cái lạnh trong một thời gian dài trong xe.
Việc sưởi ấm các phương tiện năng lượng mới chủ yếu dựa vào máy sưởi điện, máy sưởi điện có lò sưởi gió và máy nước nóng. Nguyên tắc của máy sưởi không khí tương tự như máy sấy tóc, trực tiếp làm nóng không khí lưu thông qua tấm sưởi, do đó cung cấp không khí nóng cho xe. Ưu điểm của lò sưởi gió là thời gian làm nóng nhanh, tỷ lệ hiệu quả năng lượng cao hơn một chút và nhiệt độ gia nhiệt cao. Nhược điểm là gió sưởi ấm đặc biệt khô, mang lại cảm giác khô khan cho cơ thể con người. Nguyên tắc của máy nước nóng tương tự như máy nước nóng điện, làm nóng chất làm mát qua tấm sưởi và chất làm mát ở nhiệt độ cao chảy qua lõi không khí ấm và sau đó làm nóng không khí tuần hoàn để đạt được hệ thống sưởi bên trong. Thời gian gia nhiệt của máy nước nóng dài hơn một chút so với máy sưởi không khí, nhưng nó cũng nhanh hơn nhiều so với xe nhiên liệu và ống nước bị mất nhiệt trong môi trường nhiệt độ thấp và hiệu quả năng lượng thấp hơn một chút . Xiaopeng G3 sử dụng máy nước nóng được đề cập ở trên.
Cho dù đó là hệ thống sưởi gió hay sưởi ấm nước, đối với xe điện, pin điện là cần thiết để cung cấp điện và hầu hết các loại điện được tiêu thụĐiều hòa sưởi ấm Trong môi trường nhiệt độ thấp. Điều này dẫn đến việc giảm phạm vi lái xe của xe điện trong môi trường nhiệt độ thấp.
So sánhed với Vấn đề về tốc độ gia nhiệt chậm của xe nhiên liệu trong môi trường nhiệt độ thấp, việc sử dụng hệ thống sưởi điện cho xe điện có thể rút ngắn đáng kể thời gian sưởi ấm.
Quản lý nhiệt pin điện
So với việc quản lý nhiệt động cơ của các phương tiện nhiên liệu, các yêu cầu quản lý nhiệt của hệ thống điện xe điện sẽ nghiêm ngặt hơn.
Bởi vì phạm vi nhiệt độ làm việc tốt nhất của pin rất nhỏ, nhiệt độ pin thường được yêu cầu trong khoảng từ 15 đến 40° C. Tuy nhiên, nhiệt độ môi trường thường được sử dụng bởi các phương tiện là -30 ~ 40° C, và các điều kiện lái xe của người dùng thực tế rất phức tạp. Kiểm soát quản lý nhiệt cần xác định và xác định hiệu quả các điều kiện lái xe của xe và trạng thái pin, và thực hiện kiểm soát nhiệt độ tối ưu, và cố gắng đạt được sự cân bằng giữa mức tiêu thụ năng lượng, hiệu suất của xe, hiệu suất pin và sự thoải mái.
Để giảm bớt sự lo lắng phạm vi, dung lượng pin xe điện ngày càng lớn hơn, và mật độ năng lượng ngày càng cao hơn; Đồng thời, cần phải giải quyết mâu thuẫn của thời gian chờ tính phí quá dài cho người dùng, và sạc nhanh và sạc siêu nhanh ra đời.
Về mặt quản lý nhiệt, sạc nhanh dòng điện cao mang lại sự phát nhiệt lớn hơn và mức tiêu thụ năng lượng cao hơn của pin. Một khi nhiệt độ pin quá cao trong quá trình sạc, nó có thể không chỉ gây ra rủi ro an toàn mà còn dẫn đến các vấn đề như giảm hiệu quả pin và tăng tốc độ thời lượng pin. Thiết kế củaHệ thống quản lý nhiệtlà một bài kiểm tra nghiêm trọng.
Quản lý nhiệt xe điện
Điều chỉnh thoải mái cabin của người cư ngụ
Môi trường nhiệt trong nhà của xe ảnh hưởng trực tiếp đến sự thoải mái của người cư ngụ. Kết hợp với mô hình cảm giác của cơ thể con người, nghiên cứu về dòng chảy và truyền nhiệt trong taxi là một phương tiện quan trọng để cải thiện sự thoải mái của xe và cải thiện hiệu suất của xe. Từ thiết kế cấu trúc cơ thể, từ ổ cắm điều hòa không khí, kính xe bị ảnh hưởng bởi bức xạ ánh sáng mặt trời và thiết kế toàn bộ cơ thể, kết hợp với hệ thống điều hòa không khí, tác động đến sự thoải mái của người cư ngụ được xem xét.
Khi lái xe, người dùng không chỉ trải nghiệm cảm giác lái xe do sản lượng sức mạnh mạnh mẽ của chiếc xe mang lại, mà còn sự thoải mái của môi trường cabin là một phần quan trọng.
Điện pin điều chỉnh điều chỉnh nhiệt độ hoạt động
Pin khi sử dụng quy trình sẽ gặp rất nhiều vấn đề, đặc biệt là ở nhiệt độ pin, pin lithium trong môi trường nhiệt độ cực kỳ thấp Các trường hợp sẽ rất có khả năng gây hại cho pin, do đó làm giảm hiệu suất và tuổi thọ của pin.
Mục đích chính của quản lý nhiệt là làm cho bộ pin luôn hoạt động trong phạm vi nhiệt độ thích hợp để duy trì điều kiện làm việc tốt nhất của bộ pin. Hệ thống quản lý nhiệt của pin chủ yếu bao gồm ba chức năng: tản nhiệt, làm nóng trước và cân bằng nhiệt độ. Phản biến nhiệt và làm nóng trước được điều chỉnh chủ yếu cho tác động có thể của nhiệt độ môi trường bên ngoài lên pin. Cân bằng nhiệt độ được sử dụng để giảm chênh lệch nhiệt độ trong bộ pin và ngăn chặn sự phân rã nhanh chóng do quá nhiệt của một phần nhất định của pin.
Các hệ thống quản lý nhiệt pin được sử dụng trong các xe điện hiện có trên thị trường chủ yếu được chia thành hai loại: làm mát bằng không khí và làm mát bằng chất lỏng.
Nguyên tắc củaHệ thống quản lý nhiệt làm mát bằng không khí giống như nguyên tắc tản nhiệt của máy tính, một quạt làm mát được lắp đặt trong một phần của bộ pin và đầu kia có lỗ thông hơi, làm tăng tốc độ không khí giữa các pin thông qua công việc của quạt, để Để lấy đi nhiệt phát ra bởi pin khi nó hoạt động.
Nói một cách thẳng thừng, làm mát không khí là thêm một quạt ở bên cạnh bộ pin và làm mát bộ pin bằng cách thổi quạt, nhưng gió thổi bởi quạt sẽ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài và hiệu quả làm mát không khí sẽ giảm khi nhiệt độ bên ngoài cao hơn. Giống như thổi một người hâm mộ không làm cho bạn mát mẻ hơn vào một ngày nóng. Ưu điểm của làm mát không khí là cấu trúc đơn giản và chi phí thấp.
Làm mát chất lỏng lấy đi nhiệt do pin tạo ra trong quá trình làm việc thông qua chất làm mát trong đường ống làm mát bên trong bộ pin để đạt được hiệu quả của việc giảm nhiệt độ pin. Từ hiệu ứng sử dụng thực tế, môi trường chất lỏng có hệ số truyền nhiệt cao, công suất nhiệt lớn và tốc độ làm mát nhanh hơn và Xiaopeng G3 sử dụng hệ thống làm mát chất lỏng với hiệu suất làm mát cao hơn.
Nói một cách đơn giản, nguyên tắc làm mát chất lỏng là sắp xếp một ống nước trong bộ pin. Khi nhiệt độ của bộ pin quá cao, nước lạnh được đổ vào ống nước và nhiệt được lấy đi bởi nước lạnh để hạ nhiệt. Nếu nhiệt độ bộ pin quá thấp, nó cần được làm nóng.
Khi chiếc xe được điều khiển mạnh mẽ hoặc sạc nhanh, một lượng lớn nhiệt được tạo ra trong quá trình sạc và xả pin. Khi nhiệt độ pin quá cao, hãy bật máy nén và chất làm lạnh nhiệt độ thấp chảy qua chất làm mát trong ống làm mát của bộ trao đổi nhiệt pin. Chất làm mát nhiệt độ thấp chảy vào bộ pin để lấy đi nhiệt, để pin có thể duy trì phạm vi nhiệt độ tốt nhất, giúp cải thiện đáng kể độ an toàn và độ tin cậy của pin trong quá trình sử dụng xe và rút ngắn thời gian sạc.
Trong mùa đông cực kỳ lạnh, do nhiệt độ thấp, hoạt động của pin lithium giảm, hiệu suất của pin giảm đi rất nhiều và pin không thể là lượng phóng điện cao hoặc sạc nhanh. Tại thời điểm này, bật máy nước nóng để làm nóng chất làm mát trong mạch pin và chất làm mát nhiệt độ cao làm nóng pin. Nó đảm bảo rằng chiếc xe cũng có thể có khả năng sạc nhanh và phạm vi lái xe dài trong môi trường nhiệt độ thấp.
Điều khiển điện tử truyền động điện và các bộ phận điện cao làm mát làm mát
Các phương tiện năng lượng mới đã đạt được các chức năng điện khí hóa toàn diện và hệ thống năng lượng nhiên liệu đã được thay đổi thành một hệ thống điện. Pin điện xuất raĐiện áp 370V DC Để cung cấp năng lượng, làm mát và sưởi ấm cho xe, và cung cấp năng lượng cho các thành phần điện khác nhau trên xe. Trong quá trình lái xe, các bộ phận điện công suất cao (như động cơ, DCDC, bộ điều khiển động cơ, v.v.) sẽ tạo ra rất nhiều nhiệt. Nhiệt độ cao của các thiết bị điện có thể gây ra lỗi xe, giới hạn điện và thậm chí các mối nguy hiểm an toàn. Quản lý nhiệt xe cần làm tiêu tan nhiệt được tạo ra kịp thời để đảm bảo rằng các thành phần điện năng lượng cao của xe nằm trong phạm vi nhiệt độ làm việc an toàn.
G3 Hệ thống điều khiển điện tử G3 áp dụng sự phân tán nhiệt làm mát chất lỏng để quản lý nhiệt. Chất làm mát trong đường ống hệ thống truyền động bơm điện tử chảy qua động cơ và các thiết bị sưởi khác để mang đi nhiệt của các bộ phận điện, sau đó chảy qua bộ tản nhiệt ở lưới tản nhiệt phía trước của xe, và quạt điện tử được bật để bật lên Làm mát chất làm mát nhiệt độ cao.
Một số suy nghĩ về sự phát triển trong tương lai của ngành công nghiệp quản lý nhiệt
Tiêu thụ năng lượng thấp:
Để giảm mức tiêu thụ năng lượng lớn do điều hòa không khí, điều hòa không khí bơm nhiệt đã dần nhận được sự chú ý cao. Mặc dù hệ thống bơm nhiệt chung (sử dụng R134A làm chất làm lạnh) có những hạn chế nhất định trong môi trường được sử dụng, chẳng hạn như nhiệt độ cực thấp (dưới -10° C) Không thể hoạt động, làm lạnh trong môi trường nhiệt độ cao không khác với điều hòa xe điện thông thường. Tuy nhiên, ở hầu hết các vùng của Trung Quốc, mùa xuân và mùa thu (nhiệt độ môi trường xung quanh) có thể làm giảm hiệu quả mức tiêu thụ năng lượng của điều hòa và tỷ lệ hiệu quả năng lượng là gấp 2 đến 3 lần so với máy sưởi điện.
Tiếng ồn thấp:
Sau khi xe điện không có nguồn tiếng ồn của động cơ, tiếng ồn được tạo ra bởi hoạt động củamáy nénVà quạt điện tử phía trước khi máy điều hòa không khí được bật để làm lạnh rất dễ bị người dùng phàn nàn. Các sản phẩm quạt điện tử hiệu quả và yên tĩnh và máy nén chuyển vị lớn giúp giảm tiếng ồn do hoạt động trong khi tăng khả năng làm mát
Chi phí thấp:
Các phương pháp làm mát và sưởi ấm của hệ thống quản lý nhiệt chủ yếu sử dụng hệ thống làm mát chất lỏng, và nhu cầu nhiệt của việc sưởi ấm pin và sưởi ấm không khí trong môi trường nhiệt độ thấp là rất lớn. Giải pháp hiện tại là tăng lò sưởi điện để tăng sản lượng nhiệt, mang lại chi phí phụ tùng cao và mức tiêu thụ năng lượng cao. Nếu có một bước đột phá trong công nghệ pin để giải quyết hoặc giảm các yêu cầu nhiệt độ khắc nghiệt của pin, nó sẽ mang lại tối ưu hóa tuyệt vời trong thiết kế và chi phí của các hệ thống quản lý nhiệt. Việc sử dụng hiệu quả nhiệt thải do động cơ tạo ra trong quá trình chạy xe cũng sẽ giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng của hệ thống quản lý nhiệt. Được dịch trở lại là giảm dung lượng pin, cải thiện phạm vi lái xe và giảm chi phí xe.
Thông minh:
Một mức độ điện khí hóa cao là xu hướng phát triển của xe điện, và điều hòa không khí truyền thống chỉ giới hạn trong các chức năng làm lạnh và sưởi ấm để phát triển thông minh. Điều hòa không khí có thể được cải thiện hơn nữa để hỗ trợ dữ liệu lớn dựa trên thói quen xe hơi của người dùng, chẳng hạn như xe gia đình, nhiệt độ của điều hòa không khí có thể được điều chỉnh thông minh với những người khác nhau sau khi họ lên xe. Bật điều hòa không khí trước khi đi ra ngoài để nhiệt độ trong xe đạt đến nhiệt độ thoải mái. Các ổ cắm không khí điện thông minh có thể tự động điều chỉnh hướng của ổ cắm không khí theo số lượng người trong xe, vị trí và kích thước của cơ thể.
Thời gian đăng: Tháng 10-20-2023