Siltuma vadības sistēmas ievads
Elektrisko transportlīdzekļu siltuma vadības sistēma ir attīstījusies no tradicionālās degvielas transportlīdzekļu siltuma vadības sistēmas, un arī sistēmas konfigurācija ir pakāpeniski attīstījusies no katras siltuma vadības ķēdes relatīvās neatkarības līdz integrācijas virzienam. Tā kā nav jāizmanto dzinēja siltuma pārpalikums, ir nepieciešams papildu aprīkojums, lai nodrošinātu siltuma avotu pasažieru salona apsildei. Pašlaik plaši izmantotās elektrisko transportlīdzekļu apkures metodes ietver pozitīvā temperatūras koeficienta (PTC) elektriskā sildītāja apkuri un siltumsūkņa gaisa kondicionēšanas apkuri.
1. Viena dzesēšanas gaisa kondicionieris + PTC
PTC elektriskā sildītāja termistora pretestība palielināsies, palielinoties temperatūrai, kā rezultātā samazināsies sildīšanas jauda, tāpēc PTC termistoram ir nemainīga temperatūras raksturlielums. PTC apkures sistēmas vienkāršā sastāva un zemās cenas dēļ lielākā daļa agrīno elektrisko transportlīdzekļu izmanto viena dzesēšanas gaisa kondicioniera dzesēšanu un PTC elektriskā sildītāja sildīšanu, lai apmierinātu pasažieru salona dzesēšanas un apkures vajadzības. 1. attēlā ir viena dzesēšanas gaisa kondicionētāja + PTC sistēmas diagramma. Vasaras dzesēšanā gaisa kanālā izvietotais iztvaicētājs tiek izmantots siltuma absorbēšanai, lai sasniegtu dzesēšanas mērķi. Apkurei ir divi risinājumi. Viens no tiem ir sakārtot gaisa PTC tieši gaisa kondicionētāja kastes gaisa kanālā, kā parādīts 1. attēlā (a). Ja ir apkures pieprasījums, PTC tiek aktivizēts, lai sildītu gaisu gaisa kanālā un novadītu to pasažieru nodalījumā; otrs ir aukstumaģenta uzsildīšana ar ūdens PTC palīdzību, kā parādīts 1. (b) attēlā, un aukstumaģents ieplūst siltā gaisa kodolā, kas atrodas gaisa kanālā, lai netieši uzsildītu gaisu gaisa kanālā, lai apmierinātu apkures pieprasījumu.
2. Siltumsūkņa gaisa kondicionētājs + PTC
Tā kā PTC sildīšanai izmanto elektrisko apkuri, apkures efektivitāte ir mazāka par 1, tāpēc šī sildīšanas metode var samazināt elektrisko transportlīdzekļu braukšanas diapazonu par 50%. Siltumsūkņu teorētiskā efektivitāte ir lielāka par 1, un siltumsūkņu izmantošana PTC apkures vietā ir kļuvusi par attīstības tendenci. ZHANG et al. parāda, ka siltumsūkņu sistēmas var ietaupīt 41,3% enerģijas, salīdzinot ar PTC sildītāju sistēmām. Tā kā lielākā daļa elektrisko transportlīdzekļu pašlaik izmanto R134a kā darba šķidrumu, kad apkārtējās vides temperatūra ir zemāka par -10 grādiem, siltumsūkņu sistēmas efektivitāte un uzticamība ir samazināta, tāpēc papildu apkurei joprojām ir nepieciešami PTC elektriskie sildītāji.
2. attēlā ir parādīta siltumsūkņa gaisa kondicionēšanas + PTC sistēma, izmantojot elektromagnētisko četru virzienu reverso vārstu un trīs siltummaini. Siltumsūkņa gaisa kondicionēšanas sistēma pārslēdzas starp sistēmas dzesēšanas, sildīšanas, sausināšanas un atkausēšanas režīmiem, izmantojot vārsta korpusa slēdzi. Četru virzienu atpakaļgaitas vārsts ir plaši izmantots sadzīves gaisa kondicionēšanas jomā. To pielietojot elektriskā transportlīdzekļa siltumsūkņa gaisa kondicionēšanas sistēmai, var labi atrisināt aukstumaģenta maiņas problēmu sistēmas dzesēšanas un sildīšanas laikā, kā parādīts 2. attēlā (a). Sistēmas risinājumam ir maz komponentu, vienkārša struktūra un zemas izmaksas. Tomēr četrvirzienu atpakaļgaitas vārsta vara-alumīnija metināšanas process ir sarežģīts, un tas ir ļoti viegli korozējams. Augsta un zema spiediena pusē ir gāzes izplūde, kas ietekmē sistēmas veiktspēju. Vieglo automašīnu siltumsūkņa gaisa kondicionēšanas sistēma parasti izmanto trīs siltummaiņu risinājumu ar vienu āra siltummaini un diviem iekštelpu siltummaiņiem, un režīms tiek pārslēgts, izmantojot vairākus solenoīda vārstus, kā parādīts 2. b attēlā.
3. Siltumsūkņa gaisa kondicionēšana + siltuma atgūšana + PTC
manā valstī ir plaša teritorija un plašs temperatūras diapazons, tāpēc ir nepieciešams paplašināt siltumsūkņu gaisa kondicionieru temperatūras diapazonu. Motoru un akumulatoru atkritumu siltums ir vērtīgs siltuma avots ziemā. Daudzi ražotāji un pētniecības iestādes apsver šīs siltuma daļas otrreizēju pārstrādi kā papildu siltuma avotu, lai paplašinātu siltumsūkņu gaisa kondicionieru izmantošanu.
3. attēlā ir diagramma, kurā parādīta elektriskā transportlīdzekļa siltuma pārvaldības sistēma, izmantojot siltumsūkņa gaisa kondicionēšanu + siltuma atgūšanu + PTC. Sistēma var realizēt tādas funkcijas kā pasažieru salona dzesēšana, sildīšana, atkausēšana, aizsvīšanas un mitruma noņemšana. Tajā pašā laikā tas var sildīt vai atdzesēt akumulatoru un piedziņas motoru, kā arī var realizēt akumulatora un piedziņas motora siltuma atgūšanu. Sistēmas darbības princips ir šāds: salona dzesēšanas, sildīšanas, sausināšanas, atkausēšanas un aizsvīšanas funkcijas tiek realizētas, izmantojot aukstumaģenta ķēdes solenoīda vārsta slēdžu kombināciju; aukstumaģenta kontūrā tiek pievienots akumulatora dzesētājs (Chiller), kas savienots paralēli iztvaicētājam. Ja akumulatoram vai piedziņas motoram ir nepieciešama dzesēšana, aukstumaģents plūst caur dzesētāju, lai atdzesētu dzesēšanas šķidrumu sekundārajā ķēdē; ja akumulatoram vai piedziņas motoram nav liela siltuma izkliedes pieprasījuma, dzesēšanas šķidruma plūsmas virzienu var kontrolēt, pārslēdzot trīsceļu vārsta stāvokli, un siltumu var izvadīt uz transportlīdzekļa ārpusi caur zemo -temperatūras radiators, lai panāktu akumulatora vai piedziņas motora dzesēšanu; kad akumulatoram ir apkures pieprasījums, PTC tiek aktivizēts apkurei, un sildīšanas funkcija tiek panākta, regulējot trīsceļu vārstu dzesēšanas šķidruma pusē; ja apkārtējā temperatūra ir zema, siltumsūkņa gaisa kondicionētāju nevar izmantot un akumulatoram vai piedziņas motoram ir nepieciešams siltuma izkliedes pieprasījums, dzesēšanas šķidrums absorbē siltumu, kas jāizkliedē akumulatora vai piedziņas motora pusē, plūst caur dzesētāju cauri trīsceļu vārsts, un apmaina siltumu uz aukstumaģenta pusi, lai sildītu pasažieru salonu, paplašinot sistēmas darba temperatūras diapazonu un uzlabojot sistēmas energoefektivitāti.
