Los acondicionadores de aire con bomba de calor tradicionales tienen una baja eficiencia de calefacción y una capacidad de calefacción insuficiente en ambientes fríos, lo que restringe los escenarios de aplicación de los vehículos eléctricos.Por lo tanto, se han desarrollado y aplicado una serie de métodos para mejorar el rendimiento de los acondicionadores de aire con bomba de calor en condiciones de baja temperatura.Al aumentar racionalmente el circuito secundario de intercambio de calor, mientras se enfría la batería y el sistema del motor, el calor restante se recicla para mejorar la capacidad de calefacción de los vehículos eléctricos en condiciones de baja temperatura.Los resultados experimentales muestran que la capacidad de calefacción del aire acondicionado con bomba de calor con recuperación de calor residual mejora significativamente en comparación con el aire acondicionado con bomba de calor tradicional.En el Tesla Model Y y el Volkswagen ID4 se utilizan la bomba de calor de recuperación de calor residual con un grado de acoplamiento más profundo de cada subsistema de gestión térmica y el sistema de gestión térmica del vehículo con un mayor grado de integración.Se han aplicado CROZZ y otros modelos (como se muestra a la derecha).Sin embargo, cuando la temperatura ambiente es más baja y la cantidad de recuperación de calor residual es menor, la recuperación de calor residual por sí sola no puede satisfacer la demanda de capacidad de calefacción en ambientes de baja temperatura, y aún se necesitan calentadores PTC para compensar la escasez de capacidad de calefacción. en los casos anteriores.Sin embargo, con la mejora gradual del nivel de integración de la gestión térmica del vehículo eléctrico, es posible aumentar la cantidad de recuperación de calor residual aumentando razonablemente el calor generado por el motor, aumentando así la capacidad de calefacción y el COP del sistema de bomba de calor. y evitando el uso deCalentador de refrigerante PTC/calentador de aire PTC.Si bien reduce aún más la tasa de ocupación de espacio del sistema de gestión térmica, satisface la demanda de calefacción de los vehículos eléctricos en un ambiente de baja temperatura.Además de la recuperación y utilización del calor residual de baterías y sistemas de motores, la utilización del aire de retorno también es una forma de reducir el consumo de energía del sistema de gestión térmica en condiciones de baja temperatura.Los resultados de la investigación muestran que en ambientes de baja temperatura, medidas razonables de utilización del aire de retorno pueden reducir la capacidad de calefacción requerida por los vehículos eléctricos entre un 46% y un 62%, evitando al mismo tiempo el empañamiento y la escarcha de las ventanas, y pueden reducir el consumo de energía de calefacción hasta en un 40%. %..Denso Japón también ha desarrollado una estructura correspondiente de aire de retorno/aire fresco de doble capa, que puede reducir la pérdida de calor causada por la ventilación en un 30% y al mismo tiempo evitar el empañamiento.En esta etapa, la adaptabilidad ambiental de la gestión térmica de los vehículos eléctricos en condiciones extremas está mejorando gradualmente y se está desarrollando en la dirección de la integración y la ecologización.
Para mejorar aún más la eficiencia de la gestión térmica de la batería en condiciones de alta potencia y reducir la complejidad de la gestión térmica, el método de control de temperatura de la batería de enfriamiento directo y calentamiento directo que envía directamente el refrigerante al paquete de baterías para el intercambio de calor también es una opción actual. solución técnica.La configuración de gestión térmica del intercambio de calor directo entre el paquete de baterías y el refrigerante se muestra en la figura de la derecha.La tecnología de enfriamiento directo puede mejorar la eficiencia y la tasa de intercambio de calor, obtener una distribución de temperatura más uniforme dentro de la batería, reducir el circuito secundario y aumentar la recuperación de calor residual del sistema, mejorando así el rendimiento del control de temperatura de la batería.Sin embargo, debido a la tecnología de intercambio de calor directo entre la batería y el refrigerante, es necesario aumentar la refrigeración y el calor mediante el trabajo del sistema de bomba de calor.Por un lado, el control de temperatura de la batería está limitado por el arranque y parada del sistema de aire acondicionado con bomba de calor, lo que tiene un cierto impacto en el rendimiento del circuito frigorífico.Por un lado, también limita el uso de fuentes de refrigeración naturales en las estaciones de transición, por lo que esta tecnología aún necesita más investigación, mejora y evaluación de aplicaciones.
Progreso de la investigación de componentes clave
El sistema de gestión térmica del vehículo eléctrico (HVCH) consta de múltiples componentes, que incluyen principalmente compresores eléctricos, válvulas electrónicas, intercambiadores de calor, diversas tuberías y depósitos de líquido.Entre ellos, el compresor, la válvula electrónica y el intercambiador de calor son los componentes principales del sistema de bomba de calor.A medida que la demanda de vehículos eléctricos livianos continúa aumentando y el grado de integración del sistema continúa profundizándose, los componentes de gestión térmica de los vehículos eléctricos también se están desarrollando en la dirección de ser livianos, integrados y modularizados.Para mejorar la aplicabilidad de los vehículos eléctricos en condiciones extremas, también se están desarrollando y aplicando en consecuencia componentes que puedan funcionar normalmente en condiciones extremas y cumplir con los requisitos de rendimiento de gestión térmica del automóvil.
Hora de publicación: 04-abr-2023
