Tradicionalni klima uređaji s toplinskim pumpama imaju nisku učinkovitost grijanja i nedovoljan kapacitet grijanja u hladnom okruženju, što ograničava scenarije primjene električnih vozila. Stoga je razvijen i primijenjen niz metoda za poboljšanje performansi klima uređaja s toplinskim pumpama u uvjetima niskih temperatura. Racionalnim povećanjem sekundarnog kruga izmjene topline, uz hlađenje baterije i motornog sustava, preostala toplina se reciklira kako bi se poboljšao kapacitet grijanja električnih vozila u uvjetima niskih temperatura. Eksperimentalni rezultati pokazuju da je kapacitet grijanja klima uređaja s toplinskom pumpom za iskorištavanje otpadne topline značajno poboljšan u usporedbi s tradicionalnim klima uređajem s toplinskom pumpom. Toplinska pumpa za iskorištavanje otpadne topline s dubljim stupnjem spajanja svakog podsustava toplinskog upravljanja i sustav toplinskog upravljanja vozila s većim stupnjem integracije koriste se u Tesli Model Y i Volkswagen ID4. Primijenjeni su CROZZ i drugi modeli (kao što je prikazano desno). Međutim, kada je temperatura okoline niža i količina iskorištavanja otpadne topline manja, samo iskorištavanje otpadne topline ne može zadovoljiti potražnju za kapacitetom grijanja u okruženjima s niskim temperaturama, a PTC grijači su i dalje potrebni kako bi se nadoknadio nedostatak kapaciteta grijanja u gore navedenim slučajevima. Međutim, postupnim poboljšanjem razine integracije upravljanja toplinom električnog vozila, moguće je povećati količinu iskorištavanja otpadne topline razumnim povećanjem topline koju generira motor, čime se povećava toplinski kapacitet i COP sustava toplinske pumpe te izbjegava korištenje...PTC grijač rashladne tekućine/PTC grijač zraka. Uz dodatno smanjenje stope zauzetosti prostora sustava toplinskog upravljanja, on zadovoljava potrebe za grijanjem električnih vozila u okruženju niskih temperatura. Osim oporavka i korištenja otpadne topline iz baterija i motornih sustava, korištenje povratnog zraka također je način smanjenja potrošnje energije sustava toplinskog upravljanja u uvjetima niskih temperatura. Rezultati istraživanja pokazuju da u okruženju niskih temperatura razumne mjere korištenja povratnog zraka mogu smanjiti kapacitet grijanja potreban električnim vozilima za 46% do 62%, a istovremeno izbjeći zamagljivanje i smrzavanje prozora, te smanjiti potrošnju energije grijanja do 40%. . Denso Japan je također razvio odgovarajuću dvoslojnu strukturu povratnog/svježeg zraka, koja može smanjiti gubitak topline uzrokovan ventilacijom za 30%, a istovremeno spriječiti zamagljivanje. U ovoj fazi, prilagodljivost toplinskog upravljanja električnih vozila okolišu u ekstremnim uvjetima postupno se poboljšava i razvija se u smjeru integracije i ozelenjavanja.
Kako bi se dodatno poboljšala učinkovitost upravljanja toplinom baterije u uvjetima velike snage i smanjila složenost upravljanja toplinom, metoda regulacije temperature baterije izravnog hlađenja i izravnog grijanja koja izravno šalje rashladno sredstvo u baterijski paket radi izmjene topline također je trenutno tehničko rješenje. Konfiguracija upravljanja toplinom izravne izmjene topline između baterijskog paketa i rashladnog sredstva prikazana je na slici desno. Tehnologija izravnog hlađenja može poboljšati učinkovitost izmjene topline i brzinu izmjene topline, postići ravnomjerniju raspodjelu temperature unutar baterije, smanjiti sekundarnu petlju i povećati iskorištavanje otpadne topline sustava, čime se poboljšavaju performanse regulacije temperature baterije. Međutim, zbog tehnologije izravne izmjene topline između baterije i rashladnog sredstva, hlađenje i grijanje potrebno je povećati radom sustava toplinske pumpe. S jedne strane, regulacija temperature baterije ograničena je pokretanjem i zaustavljanjem sustava klimatizacije toplinskom pumpom, što ima određeni utjecaj na performanse rashladnog kruga. S jedne strane, to također ograničava korištenje prirodnih izvora hlađenja u prijelaznim godišnjim dobima, tako da ova tehnologija još uvijek zahtijeva daljnja istraživanja, poboljšanja i evaluaciju primjene.
Napredak istraživanja ključnih komponenti
Sustav toplinskog upravljanja električnim vozilom (HVCH) sastoji se od više komponenti, uglavnom uključujući električne kompresore, elektroničke ventile, izmjenjivače topline, razne cjevovode i spremnike tekućine. Među njima, kompresor, elektronički ventil i izmjenjivač topline ključne su komponente sustava toplinske pumpe. Kako potražnja za laganim električnim vozilima nastavlja rasti, a stupanj integracije sustava nastavlja se produbljivati, komponente toplinskog upravljanja električnih vozila također se razvijaju u smjeru laganih, integriranih i modularnih komponenti. Kako bi se poboljšala primjenjivost električnih vozila u ekstremnim uvjetima, razvijaju se i primjenjuju komponente koje mogu normalno raditi u ekstremnim uvjetima i zadovoljiti zahtjeve performansi toplinskog upravljanja automobilom.
Vrijeme objave: 04.04.2023.
