La esencia de la gestión térmica radica en cómo funciona el aire acondicionado: "Flujo e intercambio de calor".
La gestión térmica de los vehículos de nueva energía es consistente con el principio de funcionamiento de los aires acondicionados domésticos. Ambos utilizan el principio del "ciclo de Carnot inverso" para cambiar la forma del refrigerante a través del trabajo del compresor, intercambiando así calor entre el aire y el refrigerante para lograr refrigeración y calefacción. La esencia de la gestión térmica es "flujo e intercambio de calor". La gestión térmica de los vehículos de nueva energía es consistente con el principio de funcionamiento de los aires acondicionados domésticos. Ambos utilizan el principio del "ciclo de Carnot inverso" para cambiar la forma del refrigerante a través del trabajo del compresor, intercambiando así calor entre el aire y el refrigerante para lograr refrigeración y calefacción. Se divide principalmente en tres circuitos: 1) Circuito del motor: principalmente para disipación de calor; 2) Circuito de la batería: requiere ajuste de alta temperatura, que requiere tanto calefacción como refrigeración; 3) Circuito de la cabina: requiere tanto calefacción como refrigeración (correspondiente a la refrigeración y calefacción del aire acondicionado). Su método de funcionamiento puede entenderse simplemente como asegurar que los componentes de cada circuito alcancen la temperatura de funcionamiento adecuada. La dirección de actualización consiste en conectar los tres circuitos en serie y en paralelo para lograr la interconexión y utilización del frío y el calor. Por ejemplo, el aire acondicionado del automóvil transmite el frío/calor generado a la cabina, que es el "circuito de aire acondicionado" para la gestión térmica; un ejemplo de la dirección de actualización: después de conectar el circuito de aire acondicionado y el circuito de la batería en serie/paralelo, el circuito de aire acondicionado suministra frío/calor al circuito de la batería es una "solución de gestión térmica" eficiente (ahorro de componentes del circuito de la batería/uso eficiente de la energía). La esencia de la gestión térmica es gestionar el flujo de calor, de modo que el calor fluya hacia donde "se necesita"; y la mejor gestión térmica es "ahorro de energía y eficiencia" para lograr el flujo e intercambio de calor.
La tecnología para lograr este proceso proviene de los refrigeradores con aire acondicionado. El enfriamiento/calentamiento de estos refrigeradores se logra mediante el principio del ciclo de Carnot inverso. En pocas palabras, el refrigerante se comprime mediante un compresor para calentarlo, luego pasa por el condensador y libera el calor al ambiente exterior. En este proceso, el refrigerante exotérmico alcanza su temperatura normal y entra al evaporador para expandirse y reducir aún más su temperatura, para luego regresar al compresor e iniciar el siguiente ciclo de intercambio de calor con el aire. La válvula de expansión y el compresor son los componentes más críticos en este proceso. La gestión térmica automotriz se basa en este principio para lograr la gestión térmica del vehículo mediante el intercambio de calor o frío entre el circuito de aire acondicionado y otros circuitos.
Los primeros vehículos de nueva energía tenían circuitos de gestión térmica independientes y baja eficiencia. Los tres circuitos (aire acondicionado, batería y motor) del sistema de gestión térmica inicial funcionaban de forma independiente; es decir, el circuito del aire acondicionado solo se encargaba de la refrigeración y calefacción del habitáculo; el circuito de la batería solo se encargaba del control de temperatura de la batería; y el circuito del motor solo se encargaba de la refrigeración del motor. Este modelo independiente causaba problemas como la independencia mutua entre los componentes y una baja eficiencia en el uso de la energía. Las manifestaciones más directas en los vehículos de nueva energía son problemas como circuitos de gestión térmica complejos, poca duración de la batería y mayor peso de la carrocería. Por lo tanto, la ruta de desarrollo de la gestión térmica es lograr que los tres circuitos (batería, motor y aire acondicionado) cooperen entre sí lo máximo posible, y lograr la mayor interoperabilidad de las piezas y la energía posible para conseguir un menor volumen de componentes, un menor peso y una mayor duración de la batería.
2. El desarrollo de la gestión térmica es el proceso de integración de componentes y utilización eficiente de la energía.
Analice el historial de desarrollo de la gestión térmica de las tres generaciones de vehículos de nueva energía, y verá que la válvula multidireccional es un componente necesario para las mejoras en la gestión térmica.
El desarrollo de la gestión térmica es un proceso de integración de componentes y eficiencia en el uso de la energía. En la breve comparación anterior, se observa que, en comparación con el sistema más avanzado actual, el sistema inicial de gestión térmica presenta una mayor sinergia entre los circuitos, lo que permite compartir componentes y optimizar el uso de la energía. Analizamos el desarrollo de la gestión térmica desde la perspectiva de los inversores. Si bien no es necesario comprender los principios de funcionamiento de todos los componentes, una comprensión clara del funcionamiento de cada circuito y la evolución de los circuitos de gestión térmica nos permitirán predecir con mayor precisión la dirección futura de su desarrollo y los cambios correspondientes en el valor de los componentes. Por lo tanto, a continuación, revisaremos brevemente la evolución de los sistemas de gestión térmica para descubrir juntos futuras oportunidades de inversión.
La gestión térmica de los vehículos de nueva energía se construye generalmente mediante tres circuitos. 1) Circuito de aire acondicionado: El circuito funcional es también el circuito con el valor más alto en la gestión térmica. Su función principal es ajustar la temperatura de la cabina y coordinarse con otros circuitos en paralelo. Generalmente proporciona calor con el principio de PTC(Calentador de refrigerante PTC/Calentador de aire PTC) o bomba de calor y proporciona refrigeración mediante el principio del aire acondicionado; 2) Circuito de la batería: se utiliza principalmente para controlar la temperatura de funcionamiento de la batería para que esta mantenga siempre la mejor temperatura de funcionamiento, por lo que este circuito necesita calor y refrigeración al mismo tiempo según las diferentes situaciones; 3) Circuito del motor: el motor generará calor cuando funcione y su rango de temperatura de funcionamiento es amplio. Por lo tanto, el circuito solo requiere refrigeración. Observamos la evolución de la integración y la eficiencia del sistema comparando los cambios en la gestión térmica de los principales modelos de Tesla, del Model S al Model Y. En general, el sistema de gestión térmica de primera generación: la batería se refrigera por aire o por líquido, el aire acondicionado se calienta mediante PTC y el sistema de accionamiento eléctrico se refrigera por líquido. Los tres circuitos se mantienen básicamente en paralelo y funcionan independientemente unos de otros; el sistema de gestión térmica de segunda generación: refrigeración líquida de la batería, calentamiento PTC, refrigeración líquida del control eléctrico del motor, utilización del calor residual del motor eléctrico, profundización de la conexión en serie entre sistemas, integración de componentes; Sistema de gestión térmica de tercera generación: calefacción por aire acondicionado con bomba de calor, calefacción por parada del motor. La aplicación de la tecnología se profundiza, los sistemas se conectan en serie y el circuito es complejo y altamente integrado. Creemos que la esencia del desarrollo de la gestión térmica de los vehículos de nueva energía es: basándose en el flujo de calor y el intercambio de la tecnología de aire acondicionado, para 1) evitar daños térmicos; 2) mejorar la eficiencia energética; 3) reutilizar piezas para lograr la reducción de volumen y peso.
Fecha de publicación: 12 de mayo de 2023
