Tradisjonelle varmepumpe-klimaanlegg har lav oppvarmingseffektivitet og utilstrekkelig oppvarmingskapasitet i kalde omgivelser, noe som begrenser bruksområdet for elektriske kjøretøy. Derfor er det utviklet og anvendt en rekke metoder for å forbedre ytelsen til varmepumpe-klimaanlegg under lave temperaturforhold. Ved å øke den sekundære varmevekslingskretsen rasjonelt, samtidig som batteriet og motorsystemet kjøles ned, resirkuleres den gjenværende varmen for å forbedre oppvarmingskapasiteten til elektriske kjøretøy under lave temperaturforhold. De eksperimentelle resultatene viser at oppvarmingskapasiteten til spillvarmegjenvinningsvarmepumpe-klimaanlegget er betydelig forbedret sammenlignet med det tradisjonelle varmepumpe-klimaanlegget. Spillvarmegjenvinningsvarmepumpen med en dypere koblingsgrad for hvert delsystem for termisk styring og kjøretøyets termiske styringssystem med en høyere grad av integrasjon brukes i Tesla Model Y og Volkswagen ID4. CROZZ og andre modeller har blitt brukt (som vist til høyre). Men når omgivelsestemperaturen er lavere og mengden spillvarmegjenvinning er mindre, kan ikke spillvarmegjenvinning alene dekke behovet for oppvarmingskapasitet i lavtemperaturmiljøer, og PTC-varmere er fortsatt nødvendig for å kompensere for mangelen på oppvarmingskapasitet i tilfellene ovenfor. Med den gradvise forbedringen av integreringsnivået for termisk styring i elbiler er det imidlertid mulig å øke mengden spillvarmegjenvinning ved å øke varmen som genereres av motoren på en rimelig måte, og dermed øke varmekapasiteten og COP-en til varmepumpesystemet, og unngå bruk avPTC kjølevæskevarmer/PTC-luftvarmer. Samtidig som det reduserer plassbelegget til det termiske styringssystemet ytterligere, dekker det oppvarmingsbehovet til elektriske kjøretøy i et lavtemperaturmiljø. I tillegg til å gjenvinne og utnytte spillvarme fra batterier og motorsystemer, er utnyttelse av returluft også en måte å redusere energiforbruket til det termiske styringssystemet under lave temperaturforhold. Forskningsresultatene viser at i lavtemperaturmiljøer kan rimelige tiltak for returluftutnyttelse redusere varmekapasiteten som kreves av elektriske kjøretøy med 46 % til 62 %, samtidig som det unngår dugg og frost på vinduene, og kan redusere oppvarmingsenergiforbruket med opptil 40 %. . Denso Japan har også utviklet en tilsvarende dobbeltlags returluft/friskluftstruktur, som kan redusere varmetapet forårsaket av ventilasjon med 30 % samtidig som det forhindrer dugg. På dette stadiet forbedres den miljømessige tilpasningsevnen til termisk styring av elektriske kjøretøy under ekstreme forhold gradvis, og den utvikler seg i retning av integrering og grønnere arbeid.
For å ytterligere forbedre batteriets termiske styringseffektivitet under høye strømforhold og redusere kompleksiteten i termisk styring, er direkte kjøling og direkte oppvarming av batteriets temperaturkontrollmetode som sender kjølemediet direkte inn i batteripakken for varmeveksling også en aktuell teknisk løsning. Termisk styringskonfigurasjon av direkte varmeveksling mellom batteripakken og kjølemediet er vist i figuren til høyre. Direkte kjøleteknologi kan forbedre varmevekslingseffektiviteten og varmevekslingshastigheten, oppnå en jevnere temperaturfordeling inne i batteriet, redusere sekundærsløyfen og øke systemets spillvarmegjenvinning, og dermed forbedre batteriets temperaturkontrollytelse. På grunn av direkte varmevekslingsteknologi mellom batteriet og kjølemediet må imidlertid kjøling og varme økes gjennom varmepumpesystemets arbeid. På den ene siden er temperaturkontrollen til batteriet begrenset av start og stopp av varmepumpens klimaanlegg, noe som har en viss innvirkning på ytelsen til kjølemediesløyfen. På den ene siden begrenser det også bruken av naturlige kjølekilder i overgangssesonger, så denne teknologien trenger fortsatt ytterligere forskning, forbedring og evaluering av anvendelser.
Forskningsfremgang for nøkkelkomponenter
Det elektriske kjøretøyets termiske styringssystem (HVCH) består av flere komponenter, hovedsakelig inkludert elektriske kompressorer, elektroniske ventiler, varmevekslere, diverse rørledninger og væskebeholdere. Blant disse er kompressoren, den elektroniske ventilen og varmeveksleren kjernekomponentene i varmepumpesystemet. Etter hvert som etterspørselen etter lette elektriske kjøretøy fortsetter å øke og graden av systemintegrasjon fortsetter å bli dypere, utvikles også termostyringskomponentene i elektriske kjøretøy i retning av lette, integrerte og modulære løsninger. For å forbedre anvendeligheten av elektriske kjøretøy under ekstreme forhold, utvikles og anvendes også komponenter som kan fungere normalt under ekstreme forhold og oppfylle kravene til termostyringsytelse i biler.
Publisert: 04.04.2023
