Система управления температурным режимом теплового насоса электромобиля
Принципиальная схема традиционной автомобильной системы кондиционирования воздуха
В традиционных автомобильных системах кондиционирования воздуха хладагент может находиться в четырех основных состояниях: газ под высоким давлением, жидкость под высоким давлением, жидкость под низким давлением и газ под низким давлением. Четыре ключевых компонента, соединяющих эти четыре состояния, — это компрессор, конденсатор, расширительный клапан и испаритель. Компрессор сжимает хладагент в трубопроводе. Хладагент конденсируется из газа в жидкость в конденсаторе в передней части моторного отсека. Этот процесс выделяет тепло. После прохождения через расширительный клапан давление жидкого хладагента внезапно снижается. Со временем он испаряется в испарителе внутри кабины и поглощает много тепла. Тем самым достигается охлаждающий эффект в салоне. Упомянутый здесь хладагент в трубопроводе, также называемый хладагентом, обладает характеристиками легкого испарения и сжижения, что облегчает передачу тепла. Первым широко используемым хладагентом был фреон. Позже, из-за повреждения фреоном озонового слоя, в автомобильных системах кондиционирования воздуха он постепенно был заменен тетрафторэтаном под торговой маркой R134A. В последнее время, в связи с дальнейшим упором на защиту окружающей среды, хладагенты постепенно превратились в хладагенты, содержащие углекислый газ.
Как работает терморегулирование теплового насоса
Основная причина внедрения системы теплового насоса заключается в том, что чистые электромобили или подключаемые гибридные автомобили, поддерживающие чисто электрическое вождение, больше не могут использовать двигатель в качестве стабильного источника тепла для отопления. Таким образом, до внедрения системы теплового насоса функция обогрева системы кондиционирования воздуха электромобилей в основном выполнялась электрическими нагревателями, также известными как нагреватели сопротивления PTC (положительный температурный коэффициент). И вы должны знать, что тепло, получаемое при прямом электрическом нагреве, значительно снижает мощность аккумулятора и запас хода. По статистике, при езде зимой и включении функции обогрева кондиционером на основе электрообогрева почти половина электроэнергии расходуется на обогрев. На движение остается только половина мощности. Использование системы теплового насоса для отопления значительно увеличит пробег.
Режим охлаждения системы терморегулирования теплового насоса
Фактически, в системе управления температурным режимом теплового насоса, хотя она и контролируется несколькими насосами и клапанами, нет компонента, называемого тепловым насосом HeatPump. Он называется тепловым насосом, потому что система теплового насоса имеет характеристики, аналогичные характеристикам водяного насоса при перемещении воды из низкого места в высокое. Вся система теплового насоса может переносить тепло из места с низкой температурой в место с высокой температурой. Например, летом система теплового насоса не обеспечивает низкую температуру снаружи автомобиля. Напротив, он переносит тепло внутри автомобиля наружу. Тем самым достигается охлаждающий эффект.
Режим обогрева системы терморегулирования теплового насоса
Соответственно, при отоплении зимой система теплового насоса передает тепло снаружи автомобиля внутрь автомобиля. Тогда вы, возможно, захотите еще раз спросить: можно ли переносить тепло, даже если снаружи автомобиля десятки градусов ниже нуля? Как уже говорилось ранее, даже при температуре в десятки градусов ниже нуля все равно остается тепло. Тепло можно передавать
Так как же можно применить систему теплового насоса к автомобильной системе кондиционирования воздуха?
Во-первых, тепло забирается из окружающей среды в систему теплового насоса. Во-вторых, тепло сжимается и нагревается. Затем тепло используется для нагрева холодного воздуха в салоне и его нагревания. Нагретый воздух направляется в салон, а тепло после декомпрессии преобразуется в низкотемпературное тепло и выводится за пределы автомобиля. Система теплового насоса должна учитывать условия как нагрева, так и охлаждения. При перекрытии запорных клапанов СВ1 и СВ4 и включении СВ5 система работает в режиме обогрева. Испаритель в автомобиле в режиме охлаждения используется как конденсатор в режиме обогрева для обеспечения тепла салона вместе с горячим конденсатором. В режиме обогрева система управления температурным режимом теплового насоса также может передавать отходящее тепло от двигателя, электронного управления и зарядного устройства в синем трубопроводе охлаждающей жидкости к красному трубопроводу кондиционирования воздуха с хладагентом через теплообменник для обеспечения обогрева кабины. При включении запорных клапанов СВ1 и СВ4 и выключении СВ5 система работает в режиме охлаждения, а соответствующий наружный конденсатор в режиме охлаждения используется как испаритель в режиме обогрева.