При поддержке национальной политики и в условиях истощения традиционных источников энергии новые энергетические транспортные средства развиваются все быстрее и становятся более зрелыми. По данным China Automobile News, в конце 2022 года количество автомобилей на новых источниках энергии на автомобильном рынке Китая достигнет рекордного уровня. С января по ноябрь производство и продажа автомобилей на новых источниках энергии составили 6,253 миллиона и 6,067 миллиона соответственно, что на 100% больше, чем в прошлом году, а доля рынка достигла 25%, достигнув рекордного уровня. Поскольку рыночный спрос продолжает расти, к надежности продукции также предъявляются более высокие требования. Поскольку аккумулятор является наиболее важным компонентом транспортных средств на новых источниках энергии, долговечность и срок службы аккумулятора являются вопросами, которые больше всего беспокоят пользователей. Управление температурным режимом аккумулятора является одной из важнейших технологий, влияющих на срок службы аккумулятора и срок его службы при низких температурах.
Управление температурой транспортных средств на новой энергии
1. Состав терморегулирования автомобиля.
Система охлаждения транспортных средств на новых источниках энергии обычно состоит из трех частей: системы циркуляции охлаждения аккумулятора, системы циркуляции охлаждения двигателя с электронным управлением и системы циркуляции теплого воздуха кондиционирования воздуха. Модель PHEV также имеет циркуляционную систему охлаждения двигателя. Система циркуляции аккумулятора в основном нагревает или охлаждает аккумулятор, система циркуляции двигателя существенно охлаждает приводной двигатель и CIDD (контроллер приводного двигателя), а система обогрева кондиционера в основном нагревает или охлаждает пассажирский салон. Основные функциональные компоненты включают электронные водяные насосы, трехходовые электромагнитные клапаны, двухходовые электромагнитные клапаны, PTC, теплообменники, сепараторы жидкость-газ, радиаторы, расширительные баки, охлаждающие трубопроводы и различные фиксированные кронштейны. Электронный водяной насос используется в качестве источника питания, охлаждающая жидкость является средой, а электромагнитный клапан управляет направлением потока так, что охлаждающая среда течет через радиатор и охлаждаемый корпус вдоль трубопровода, тем самым рассеивая и охлаждая посредством теплообмена, так что рабочая температура функциональных частей всегда поддерживается в пределах идеального рабочего диапазона для максимизации производительности. Независимо от того, является ли автомобиль чисто электрическим или гибридным, контур управления температурой аккумулятора не зависит от других систем. Основная причина заключается в том, что нормальный диапазон рабочих температур аккумуляторной батареи сильно отличается от других систем. Как правило, рабочая температура аккумуляторной батареи не превышает 35°C. Для сравнения: приводной двигатель часто работает при температуре около 55°C, а диапазон рабочих температур двигателя составляет около 95°C, поэтому каждый контур должен действовать независимо.
2. Отличия от традиционного автомобильного терморегулирования
Управление температурой традиционных автомобилей простое, без сложных систем управления и компонентов. Его цель состоит только в том, чтобы гарантировать, что температура двигателя всегда работает в идеальном диапазоне, и обеспечить необходимое тепло для пассажирского салона, чтобы использовать отходящее тепло, выделяемое двигателем, чтобы гарантировать отсутствие потребления дополнительной мощности. Существуют значительные различия в структуре системы между новыми и традиционными энергетическими транспортными средствами. Требования к расположению и установке компонентов системы на всем автомобиле также возросли, а требования к пространству салона становятся более существенными. Различные типы транспортных средств на новой энергии имеют свои характеристики. Другие характеристики: в чисто электрических автомобилях отсутствует двигатель в качестве источника энергии для циркуляции охлаждающей жидкости, а также не используется отходящее тепло двигателя. В гибридных автомобилях из-за их особых стратегий управления машина не может обеспечить циркуляцию охлаждающей жидкости, когда она не работает, а также не может обеспечить необходимый источник тепла для салона в режиме реального времени. Поэтому конструктивно системы терморегулирования транспортных средств на новой энергетике спроектированы с независимым электронным водяным насосом, обеспечивающим циркуляцию охлаждающей жидкости. Теплый воздух обычно нагревается электрическим током. Для подогрева теплоносителя предназначен отдельный электронагреватель ПТК. Рециркуляция в бак горячей воды в автомобиле для обогрева салона в настоящее время является распространенным методом; Существует также метод прямого нагрева воздуха, проходящего через испарительную коробку, и подачи тепла в автомобиль через вентилятор. Этот метод предполагает безопасность автомобиля, что в настоящее время используется редко.
Типы систем терморегулирования аккумуляторов
Различные методы управления температурным режимом аккумуляторной батареи включают в себя другие номера деталей, конструкции и компоновку. Различные типы систем терморегулирования выбираются в зависимости от затрат на разработку автомобиля, его веса и требований к пространству для компоновки. Его основные технические маршруты включают следующие пять типов:
1. Тип прямого охлаждения
Система естественного охлаждения, называемая технологией прямого охлаждения аккумуляторной батареи, имеет встроенный испаритель охлаждения внутри шторма, соединенный с системой кондиционирования воздуха через трубопроводы. Когда батарею необходимо охладить, компрессор отправляет сжатый хладагент в испаритель внутри шторма, а затем забирает батарею. Внутреннее тепло обеспечивает охлаждающий эффект. Преимуществами системы являются компактная конструкция, хороший охлаждающий эффект, небольшое количество деталей (требуются только один входной и один выходной трубопровод охлаждения) и легкий вес. Однако недостатками этой системы являются то, что она не может нагревать батарею в условиях минусовой низкой температуры, образующийся в процессе охлаждения конденсат не защищен, а однородность температуры хладагента трудно контролировать. Холодильная система имеет короткий срок службы и низкую надежность; Часто происходит утечка хладагента. Утечка, недостаточная холодопроизводительность и другие неисправности. Это новейшая технология охлаждения аккумуляторов, имеющая относительно низкую зрелость. Он применялся в серийных моделях на рынке, таких как BYD и Tesla. Это важнейший технический маршрут будущего.
2. Тип водяного охлаждения радиатора.
Контур охлаждения радиатора является независимым и состоит из радиатора, электронного водяного насоса, нагревателя и т. д., в качестве среды используется антифриз. Антифриз выходит из радиатора, проходит через обогреватель, затем в аккумулятор и возвращается в радиатор. Этот цикл охлаждает и нагревает батарею. Преимущества системы заключаются в простой конструкции, низкой стоимости и энергосбережении в условиях низкой температуры круглый год. Однако эффективность рассеивания тепла в этой системе снижается. Летом температура воды высока в высокотемпературных климатических условиях и не может соответствовать условиям эксплуатации в высокотемпературных средах.
3. Тип водяного охлаждения с прямым охлаждением.
Эта система объединяет прямое и водяное охлаждение и соединяет системы кондиционирования и водяного охлаждения через охладитель аккумулятора (теплообменник). Эта система лишена недостатков первых двух методов охлаждения и в настоящее время является одной из наиболее часто используемых систем управления температурой аккумуляторов. В системе больше компонентов, чем в первых двух. Система более сложна и требует относительно большого пространства для размещения деталей. Компрессор во время работы испытывает большую нагрузку, которая потребляет много энергии для всего автомобиля и может быть более экономичной. Кроме того, когда часть системы кондиционирования выходит из строя, потребности аккумулятора в охлаждении не могут быть удовлетворены в максимальной степени.
4. Гибридный тип с водяным охлаждением.
Эта система основана на системе водяного охлаждения с прямым охлаждением и дополнена системой водяного охлаждения с радиатором. Оба расположены в параллельных цепях. Различные контуры охлаждают батарею в различных условиях, управляя электромагнитным клапаном. В условиях низких температур работает только радиаторная система водяного охлаждения. В условиях высокой температуры для работы переключитесь на систему водяного охлаждения с прямым охлаждением. В тяжелых условиях работы две системы могут работать одновременно, а аккумулятор также может обеспечить максимальную охлаждающую способность, охватывающую все условия использования. Эта система охлаждения очень сложна, имеет высокую стоимость, требует большого пространства для компоновки автомобиля, имеет сложную стратегию управления системой и представляет собой проблему стабильности и надежности. Эта система также используется в большинстве гибридных моделей PHEV и имеет отработанную технологию.
5. Тип воздушного охлаждения.
Эта система напрямую направляет холодный воздух из салона, охлаждая аккумуляторную батарею через воздуховод, и использует холодный воздух для воздушного охлаждения аккумулятора. Преимуществами этой системы являются простая конструкция, контролируемая температура холодного воздуха и низкая стоимость системы. Однако у него есть и недостатки системы прямого охлаждения. Система не имеет функции нагрева, а конденсат, образующийся на поверхности аккумулятора, нелегко высушить. Внутри аккумулятора существует риск коррозии и загрязнения. Этот тип метода терморегулирования обычно не рекомендуется.
Таким образом, транспортные средства на новых источниках энергии станут мейнстримом на рынке с развитием транспортных средств на новых источниках энергии, а основные компоненты транспортных средств будут постепенно меняться с двигателей на аккумуляторы. Из-за сложных условий вождения автомобиля, таких как высокая скорость, низкая скорость, ускорение, замедление и т. д., аккумулятор будет разряжаться с разной скоростью, вызывая накопление большого количества тепла. Под влиянием времени и пространства температура батареи будет постепенно повышаться. Эффективность охлаждения силовых аккумуляторов напрямую влияет на эффективность аккумулятора, а также на безопасность и долговечность силового аккумулятора. Температура аккумулятора влияет на многие характеристические параметры, такие как SOC, сопротивление напряжению, емкость, срок службы заряда и разряда и т. д. Таким образом, охлаждение аккумулятора при слишком высокой температуре и нагрев при слишком низкой может обеспечить его производительность и продлить срок службы. С популяризацией транспортных средств на новых источниках энергии технология управления температурой аккумуляторов будет продолжать совершенствоваться и становиться более зрелой. Вскоре появятся другие, более совершенные системы управления температурным режимом, которые улучшат и преодолеют недостатки существующих систем управления температурным режимом. Разработка технологии управления температурой аккумулятора позволит аккумулятору всегда работать в превосходных условиях, что существенно продлит срок службы аккумулятора. В конечном итоге это будет способствовать непрерывному развитию новой энергетической отрасли моей страны.
Pусский
