1.Requisitos de gestión térmica de vehículos eléctricos (HVCH)
El habitáculo es el espacio ambiental donde vive el conductor mientras el vehículo está en marcha.Para garantizar un entorno de conducción confortable para el conductor, la gestión térmica del compartimento de pasajeros debe controlar la temperatura, la humedad y la temperatura del suministro de aire del entorno interior del vehículo.Los requisitos de gestión térmica del habitáculo en diferentes condiciones se muestran en la Tabla 1.
El control de la temperatura de la batería es un requisito previo importante para garantizar el funcionamiento eficiente y seguro de los vehículos eléctricos.Cuando la temperatura es demasiado alta, provocará fugas de líquido y combustión espontánea, lo que afectará la seguridad de la conducción;cuando la temperatura es demasiado baja, la capacidad de carga y descarga de la batería se atenuará hasta cierto punto.Debido a su alta densidad energética y peso ligero, las baterías de litio se han convertido en las baterías de energía más utilizadas para vehículos eléctricos.Los requisitos de control de temperatura de las baterías de litio y la carga de calor de la batería en diferentes condiciones estimadas según la literatura se muestran en la Tabla 2. Con el aumento gradual en la densidad de energía de las baterías de potencia, la expansión del rango de temperatura del entorno de trabajo y Con el aumento de las velocidades de carga rápidas, la importancia del control de la temperatura de la batería en el sistema de gestión térmica se ha vuelto más prominente, no sólo para satisfacer las diferentes condiciones de la carretera y los diferentes modos de carga y descarga.Los cambios de carga de control de temperatura según las condiciones de trabajo del vehículo, la uniformidad del campo de temperatura entre los paquetes de baterías y la prevención y el control de la fuga térmica también deben cumplir todos los requisitos de control de temperatura bajo diferentes condiciones ambientales, como frío intenso, alta zonas de calor y alta humedad, y zonas calurosas de verano e invierno frías.necesidad.
2. La primera etapa de calentamiento PTC.
En la etapa inicial de la industrialización de los vehículos eléctricos, la tecnología central se basa básicamente en la sustitución de baterías, motores y otros sistemas energéticos.basado en mejoras graduales.Tanto el aire acondicionado de un vehículo eléctrico puro como el aire acondicionado de un vehículo de combustible realizan la función de refrigeración a través del ciclo de compresión de vapor.La diferencia entre los dos es que el compresor del aire acondicionado del vehículo de combustible es impulsado indirectamente por el motor a través de la correa, mientras que el vehículo eléctrico puro utiliza directamente el compresor eléctrico para impulsar la refrigeración.ciclo.Cuando se calientan los vehículos de combustible en invierno, el calor residual del motor se aprovecha directamente para calentar el habitáculo sin necesidad de una fuente de calor adicional.Sin embargo, el calor residual del motor de los vehículos exclusivamente eléctricos no puede cubrir las necesidades de calefacción en invierno.Por tanto, la calefacción en invierno es un problema que los vehículos eléctricos puros deben resolver..El calentador con coeficiente de temperatura positivo (coeficiente de temperatura positivo, PTC) está compuesto por un elemento calefactor cerámico PTC y un tubo de aluminio (Calentador de refrigerante PTC/calentador de aire PTC), que tiene las ventajas de una pequeña resistencia térmica y una alta eficiencia de transferencia de calor, y se utiliza en la base de la carrocería de los vehículos de combustible. Por lo tanto, los primeros vehículos eléctricos utilizaban refrigeración por ciclo de refrigeración por compresión de vapor más calefacción PTC para lograr la gestión térmica del compartimento de pasajeros.
2.1 Aplicación de la tecnología de bomba de calor en la segunda etapa.
En el uso real, los vehículos eléctricos tienen una gran demanda de consumo de energía para calefacción en invierno.Desde un punto de vista termodinámico, el COP de la calefacción PTC es siempre inferior a 1, lo que hace que el consumo de energía de la calefacción PTC sea alto y la tasa de utilización de energía sea baja, lo que restringe seriamente los vehículos eléctricos.kilometraje.La tecnología de bomba de calor utiliza el ciclo de compresión de vapor para utilizar calor de baja calidad en el ambiente, y el COP teórico durante el calentamiento es mayor que 1. Por lo tanto, usar un sistema de bomba de calor en lugar de PTC puede aumentar la autonomía de crucero de los vehículos eléctricos bajo calefacción. condiciones.Con la mejora adicional de la capacidad y potencia de la batería de energía, la carga térmica durante el funcionamiento de la batería de energía también aumenta gradualmente.La estructura tradicional de refrigeración por aire no puede cumplir con los requisitos de control de temperatura de la batería eléctrica.Por tanto, la refrigeración líquida se ha convertido en el principal método de control de la temperatura de las baterías.Además, dado que la temperatura confortable requerida por el cuerpo humano es similar a la temperatura a la que funciona normalmente la batería de potencia, las necesidades de refrigeración del habitáculo y de la batería de potencia se pueden satisfacer conectando intercambiadores de calor en paralelo en la bomba de calor del habitáculo. sistema.El calor de la batería es absorbido indirectamente por el intercambiador de calor y el enfriamiento secundario, y se ha mejorado el grado de integración del sistema de gestión térmica del vehículo eléctrico.Aunque se ha mejorado el grado de integración, el sistema de gestión térmica en esta etapa simplemente integra la refrigeración de la batería y el habitáculo, y el calor residual de la batería y el motor no se ha utilizado de forma eficaz.
Hora de publicación: 04-abr-2023
