Электромобили | Новости | Обзоры

FORMULAEV.NET 26 июня, 2024

Линь Суян Бывший менеджер по инвестициям в цепочку поставок электромобилей BAIC

В настоящее время направление развития электромобилей становится все более очевидным: аккумуляторы большей емкости, более высокая скорость зарядки, двигатели большей мощности и более низкие цены. Каждый отдельный параметр производительности может быть рассмотрен соответствующим поставщиком компонентов. Но обязательно ли «звездный состав» запчастей делает машину хорошей? Что делают различные производители автомобилей?

Просто настроив его заранее, новейшие электромобили уже могут активно контролировать температуру аккумулятора перед зарядкой.

Управление температурой и устранение резонанса — основные задачи производителей электромобилей, по моему опыту. Устранение резонанса относительно легко понять и, по сути, это та же задача, что и традиционные производители автомобилей, добиваясь комфорта и долговечности. Однако электромобили имеют несколько контуров охлаждения/нагрева, которые намного сложнее, чем традиционные двигатели внутреннего сгорания. Экономия тепла означает экономию энергии, а эффективное рассеивание тепла означает, что можно постоянно достигать высокой производительности.

Основой терморегулирования является тепловой насос. Ниже мы представим тепловой насос и оценим продукцию различных производителей электромобилей на основе характеристик теплового насоса. Наконец, мы приведем рекомендуемые модели.

Что такое тепловой насос?

Тепловой насос — это компонент теплообмена, отвечающий за транспортировку тепла от контура источника тепла к контуру распределения и хранения тепла. Целью теплового насоса является повышение эффективности теплопередачи. В прошлом хладагенты использовались как средство быстрой передачи тепла. Поскольку площадь теплообмена, требуемая хладагентом, очень мала, теплообмен может продолжаться до тех пор, пока существует разница температур между двумя сторонами. Поэтому долгое время тепловые насосы имели точно такую ​​же структуру, как и кондиционеры: компрессор + контур хладагента.

Тепловые насосы с воздушным источником и тепловые насосы с водным источником.

Тепловые насосы относительно распространены в Северной Америке, где муниципальные системы центрального отопления встречаются редко. Местные жители устанавливают обратный кондиционер: наружный блок кондиционера использует хладагент для непрерывного обогрева внутреннего контура отопления Батарея, наполненного соленой водой, через теплообменник. Хладагент наружного блока кондиционера может получать тепло непосредственно из воздуха, как в наружном блоке обычного кондиционера, или он может получать тепло непрерывно через контур соленой воды, расположенный под землей или под водой. Будь то в воздухе, под землей или под водой, основным источником наружного тепла является солнечный свет или геотермальное тепло. Подземные или подводные источники тепла фактически используют грунтовые и поверхностные воды. Таким образом, на самом деле в Северной Америке существует два типа распространенных тепловых насосов: тепловые насосы с воздушным источником и тепловые насосы с водным источником.

Набор бытовых тепловых насосов с источником воздуха, которые очень распространены в Северной Америке. Коробка с вентилятором представляет собой наружный блок, который непрерывно нагревает соленую воду в подвальном котле для обогрева всего помещения.

В электромобилях из соображений антифриза мы заменяем соленую воду антифризом.

Однако если антифриз идет не на один контур, а на несколько, и между разными контурами существует разница температур, как эффективно использовать тепло? Например, аккумуляторной батарее необходим контур защиты от замерзания, электродвигателю также необходим контур защиты от замерзания, а микросхеме автопилота также необходим контур защиты от замерзания. Совместная работа с различными типами тепловых насосов может решить эту проблему.

Классификация тепловых насосов на электромобилях

Тепловые насосы обычно делятся на три категории: водяные тепловые насосы, воздушные тепловые насосы и котлы-утилизаторы.

На электромобилях, первых двух категориях используются хладагент и антифриз. Хладагент отвечает за контур теплообмена, а за контур аккумулирования тепла – антифриз.

Котлы-утилизаторы особенные: они обменивают тепло между двумя и более контурами. Низкотемпературный контур постоянно нагревается и отвечает за сохранение тепла. Таким образом, котел-утилизатор по-прежнему работает между двумя типами контурных систем: контуром источника тепла и контуром аккумулирования тепла, и по-прежнему соответствует определению теплового насоса. А вот котел-утилизатор – это устройство прямого теплообмена, в котором не используется хладагент или компрессор.

Самый распространенный тип котла-утилизатора. В тяжелой промышленности горячие выхлопные газы используются для нагрева рассола для производства пара.

В электромобилях одновременно имеется несколько контуров хладагента и антифриза. В 2014 году такой ученый, как Джэ Хван Ан из Корейского университета, провел углубленный анализ водных и воздушных тепловых насосов, в частности исследовал их теплопроизводительность и энергоэффективность. При температуре -10°C попеременный режим работы смешанного водно-воздушного теплового насоса более эффективен, чем любой отдельный тип теплового насоса. Это связано с тем, что при работе в режиме воздуха контур защиты от замерзания не обменивается теплом с хладагентом, то есть он может накапливать тепло для подготовки к следующему рабочему режиму (водному).

Температура окружающей среды минус 10°С, постоянная мощности источника отработанного тепла 1,5 кВт. При переключении с источника воздуха на источник отработанного тепла температура горячего воздуха на выходе (Ta,o) салонного кондиционера увеличивается. Когда работает воздушный тепловой насос, тепло сохраняется при температуре на входе (T c,i ) теплообменника. Когда водяной тепловой насос работает, антифриз передает тепло хладагенту. На рисунке (б) показано, что при поочередном использовании теплового насоса с разными источниками тепла эффективность теплопередачи (COP) увеличивается на 4,5% по сравнению с использованием разных тепловых насосов одновременно. Тепловая мощность увеличилась на 10,5%.

Вывод: поскольку контур защиты от замерзания может накапливать тепло, при последовательном соединении нескольких контуров защиты от замерзания в функции котла-утилизатора тепло всего контура защиты от замерзания будет более сбалансированным. Котлы-утилизаторы могут поддерживать стабильную мощность источников отработанного тепла и повышать общую тепловую эффективность.Потребность в дополнительном электрическом обогреве снижается, а общее управление температурой становится более эффективным и энергосберегающим.

Всем EV🙌
Команда FORMULAEV.NET