Технические требования к системам терморегулирования
для чисто электромобилей
Источник холода, источник тепла и другие источники энергии системы кондиционирования воздуха в электромобилях поступают от аккумуляторной системы. В чисто электрических автомобилях кондиционер напрямую влияет не только на комфорт вождения, но и на запас хода.
Система кондиционирования воздуха чисто электрического автомобиля должна не только обеспечивать функции охлаждения/обогрева, но и учитывать энергопотребление системы, тем самым увеличивая ее сложность. Благодаря изменению типа мощности электрический спиральный компрессор, используемый в системах кондиционирования воздуха электромобилей, имеет значительно улучшенные характеристики и объемный КПД по сравнению с традиционными компрессорами. В настоящее время в электромобилях для обогрева в основном используются PTC-обогреватели, что значительно снижает запас хода зимой. Ожидается, что в будущем будут постепенно внедряться системы кондиционирования воздуха с тепловым насосом и более высокой эффективностью обогрева.
Система терморегулирования транспортных средств на новых источниках энергии должна отвечать требованиям к кондиционированию воздуха в салоне (охлаждение, обогрев, устранение запотевания и т. д.), контролю температуры аккумуляторной батареи, а также отводу тепла от двигателя и контроллера. Основываясь на требованиях комплексного управления энергопотреблением автомобиля, компактности и легкости конструкции, автомобильные системы управления температурным режимом постепенно развиваются в сторону интегрированного управления температурой автомобиля.
В широком смысле, автомобильные системы терморегулирования в основном включают системы охлаждения двигателя, системы кондиционирования воздуха и системы терморегулирования аккумуляторов. Функционально он разделен на два основных компонента: тепловую систему моторного отсека и тепловую систему кабины с тремя основными циклами: цикл двигателя, цикл кондиционирования воздуха и цикл промежуточного охладителя. Цикл охлаждения двигателя относительно прост и включает двигатель, радиатор, термостат и водяной насос. Цикл кондиционирования воздуха в основном состоит из конденсатора, компрессора и расширительного клапана. Функция системы интеркулера с турбонаддувом заключается в увеличении объема всасываемого воздуха в двигатель для улучшения его мощностных характеристик. Проблема в том, что температура воздуха, нагнетаемого турбокомпрессором, очень высока; попадание непосредственно в двигатель ускорит старение моторного масла, что потребует от интеркулера снижения температуры всасываемого воздуха.
1) Система кондиционирования воздуха. В традиционных бензиновых автомобилях для кондиционирования воздуха используется компрессор с приводом от двигателя, а в транспортных средствах, работающих на новых источниках энергии, можно использовать толькоэлектрические компрессоры. В автомобилях с бензиновым двигателем процессы кондиционирования воздуха и охлаждения двигателя относительно независимы, тогда как в транспортных средствах на новых источниках энергии три-электрические системы охлаждения тесно связаны между собой, обычно используя общий источник холода с системой охлаждения аккумулятора. В автомобилях с бензиновым двигателем двигатель служит источником тепла, используя водяной насос для циркуляции воды для нагрева. В настоящее время в большинстве транспортных средств, работающих на новых источниках энергии, используется электрическое отопление, но в будущем будет создана более энергоэффективная-система кондиционирования воздуха с тепловым насосом.
(2) Управление температурой батареи:Оптимальный диапазон рабочих температур для силовых аккумуляторов составляет 20–30 градусов. При низких температурах емкость аккумулятора снижается, а производительность заряда/разряда ухудшается; при высоких температурах срок службы батареи сокращается, а чрезмерно высокие температуры могут даже привести к проблемам с безопасностью, например, к взрывам. Несколько элементов батареи соединены последовательно и параллельно, образуя аккумуляторную батарею, и тепло, выделяемое во время зарядки и разрядки, влияет друг на друга. Для поддержания силового аккумуляторного блока в разумном диапазоне температур требуется сложная система управления температурой аккумулятора.
(3) Управление температурой двигателя и электронной системы управления. Двигатели и компоненты электронного управления транспортных средств на новых источниках энергии предъявляют высокие требования к отводу тепла во время работы и обычно требуют активного охлаждения. Этим компонентам часто требуются только охлаждающие устройства.
