Översikt över termisk hanteringsteknik 2
1.2 Termisk hantering av motorer och elektroniska kontroller
Den termiska hanteringen av elfordonsmotorer och elektroniska styrsystem är en viktig del för att säkerställa långsiktigt stabil drift av fordon, förlänga komponentlivslängden och förbättra energieffektiviteten. Motorer och elektroniska styrkomponenter genererar mycket värme under drift. För höga temperaturer kommer inte bara att minska systemets prestanda, utan kan även orsaka säkerhetsrisker. För termisk hantering av rena elfordonsmotorer och elektroniska kontroller uppnås värmeavledning för närvarande huvudsakligen genom luftkylningssystem, vätskekylningssystem och värmerörsteknik. Vissa system återvinner även spillvärmen från motorer och elektroniska styrsystem.
1) Luftkylningssystem. Som en traditionell motorvärmeavledningsmetod använder luftkylningssystemet luftflödet som genereras när fordonet kör för att avleda värme, och tar bort överskottsvärmen som genereras av motorn genom naturlig konvektion eller forcerad konvektion. Luftkylningssystemet har en relativt enkel struktur och låg kostnad. Den kräver inga ytterligare kylmedier och är lämplig för situationer där effekttätheten inte är hög. Men när elfordons drivmotorer utvecklas mot hög effekttäthet, särskilt under kontinuerliga högbelastningsförhållanden, har luftkylningens värmeavledningskapacitet gradvis blivit otillräcklig.
2) Vätskekylningsteknik. Vätskekylningsteknik spelar en viktig roll i termisk hantering av elfordonsmotorer. Denna teknik använder kylvätska (som vatten, etylenglykollösning, etc.) som ett värmeöverföringsmedium och är tätt fäst vid motorlindningen eller husytan genom en cirkulationsrörledning, och absorberar och avlägsnar därigenom effektivt värme. Vätskekylsystemet kan snabbt och jämnt kyla alla delar av motorn och är särskilt lämpligt för högpresterande elfordon. Samtidigt, för att förhindra säkerhetsrisker orsakade av kylvätskeläckage, måste material och tekniker med god tätningsprestanda användas, och övervaknings- och larmanordningar måste läggas till.
3) Värmerörsteknik. Värmerörsteknik kan hjälpa till att leda värme jämnt och förbättra värmeavledningseffektiviteten. Termiska sensorer och intelligenta styralgoritmer kan uppnå realtidsövervakning och justering av systemtemperaturen. Dessutom kan användningen av material med hög värmeledningsförmåga och optimerad design också förbättra värmeväxlingseffektiviteten för värmeavledningskomponenter.
1.3 Värmehanteringssystem i kupén
Termisk hantering av passagerarutrymmet i elfordon är en av nyckelteknologierna för att säkerställa komforten för förare och passagerare, förbättra fordonets energieffektivitet och utöka körräckvidden. Det omfattar främst sommarkyla, vintervärme och intelligent styrning av temperaturreglering. För sommarkylning används oftast kylsystem med evaporativ cykel. Skillnaden ligger främst i vinteruppvärmningsmetoden. De viktigaste uppvärmningsmetoderna för värmehanteringssystemet i kupén är följande:
1) PTC-värmare är en uppvärmningslösning som används ofta i elfordon i början. I lågtemperaturmiljöer kan PTC-värmare snabbt ge värme till kupén, men dess energiomvandlingseffektivitet är relativt låg, och uppvärmningsprocessen förbrukar direkt batterikraft, vilket kan ha en viss inverkan på uthålligheten hos elfordon.
2) Värmepumps luftkonditioneringssystem spelar en viktig roll i termisk hantering av elfordons passagerarutrymmen, särskilt vid vinteruppvärmning. Systemet använder den omvända Carnot-cykeln för att återvinna spillvärme från den yttre miljön eller interna komponenter, och omvandlar lågvärdig värmeenergi till högvärdig värmeenergi genom komponenter som kompressorer, förångare och kondensorer för att uppnå effektiv uppvärmning. Jämfört med traditionella PTC-värmare har värmepumpssystem högre energieffektivitetsförhållanden, vilket minskar behovet av batterienergi ombord i viss utsträckning. Med utvecklingen av tekniken har värmepumpssystem med dubbla källor eller flera källor (såsom integrerad motorspillvärmeåtervinningsfunktion) gradvis uppmärksammats, vilket ytterligare förbättrar värmepumparnas prestanda i miljöer med extremt låga temperaturer. Prestandan hos luftkonditioneringssystem med värmepump kommer dock att minska avsevärt i lågtemperaturmiljöer. Det främsta skälet är att förångningstrycket och värmeabsorptionen av köldmediet vid låg omgivningstemperatur minskar, vilket resulterar i en minskning av prestandakoefficienten (COP) och svårigheter vid normal drift. För att lösa detta problem används vanligtvis tekniker som luftpåfyllning och entalpiökning, avfrostning och spillvärmeåtervinning för förbättring.
Vissa nya termiska hanteringstekniker för kupéer utvecklas också gradvis och försöker tillämpas inom elfordon. Till exempel: energilagringsteknik för fasförändringsmaterial kan absorbera överskottsvärme när temperaturen i kupén är för hög, och frigöra den lagrade värmen när temperaturen är för låg; solfångstteknik kan samla solstrålningsenergi genom solpaneler installerade på taket och omvandla den till elektrisk energi eller värmeenergi för användning av luftkonditioneringssystemet; dessutom använder det intelligenta värmehanteringssystemet avancerade sensornätverk och styralgoritmer för att övervaka temperaturen i och utanför kabinen och passagerarnas behov i realtid, och dynamiskt justera värmehanteringsstrategin för att uppnå bästa energiutnyttjandeeffekt.
