Šilumos valdymo sistemos įvadas
Elektrinių transporto priemonių šiluminio valdymo sistema išsivystė iš tradiciniu kuru varomų transporto priemonių šilumos valdymo sistemos, o sistemos konfigūracija taip pat palaipsniui vystėsi nuo santykinio kiekvienos šilumos valdymo grandinės nepriklausomybės iki integravimo krypties. Kadangi nereikia naudoti variklio išmetamosios šilumos, reikalinga papildoma įranga, skirta šilumos šaltiniui šildyti keleivių saloną. Šiuo metu dažniausiai naudojami elektrinių transporto priemonių šildymo būdai yra teigiamo temperatūros koeficiento (PTC) elektrinis šildytuvas ir šilumos siurblio oro kondicionavimo šildymas.
1. Vieno aušinimo oro kondicionierius + PTC
PTC elektrinio šildytuvo termistoriaus varža padidės kylant temperatūrai, dėl to sumažės šildymo galia, todėl PTC termistorius turi pastovią temperatūros charakteristiką. Dėl paprastos sudėties ir mažos PTC šildymo sistemos kainos, dauguma ankstyvųjų elektrinių transporto priemonių naudoja vieno aušinimo oro kondicionieriaus aušinimą ir PTC elektrinio šildytuvo šildymą, kad patenkintų keleivių salono vėsinimo ir šildymo poreikius. 1 paveiksle yra vieno aušinimo oro kondicionieriaus + PTC sistemos schema. Vėsinant vasarą, ortakyje įrengtas garintuvas naudojamas šilumai sugerti, kad būtų pasiektas vėsinimo tikslas. Yra du šildymo sprendimai. Vienas iš jų yra įrengti oro PTC tiesiai oro kondicionieriaus dėžutės oro kanale, kaip parodyta 1 paveiksle (a). Kai yra šildymo poreikis, PTC įjungiamas, kad šildytų orą ortakyje ir padėtų jį į keleivių saloną; kitas yra šildyti šaltnešį vandens PTC, kaip parodyta 1 (b) paveiksle, o šaltnešis teka į šilto oro šerdį, išdėstytą ortakyje, kad netiesiogiai šildytų orą ortakyje, kad būtų patenkintas šildymo poreikis.
2. Šilumos siurblio oro kondicionierius + PTC
Kadangi PTC šildymui naudoja elektrinį šildymą, šildymo efektyvumas yra mažesnis nei 1, todėl šis šildymo būdas gali sumažinti elektromobilių važiavimo atstumą 50%. Teorinis šilumos siurblių naudingumo koeficientas yra didesnis nei 1, o šilumos siurblių naudojimas vietoj PTC šildymo tapo plėtros tendencija. ZHANG ir kt. tyrimų rezultatai. rodo, kad šilumos siurblių sistemos gali sutaupyti 41,3 % energijos, palyginti su PTC šildytuvų sistemomis. Kadangi šiuo metu dauguma elektromobilių kaip darbinį skystį naudoja R134a, esant žemesnei nei –10 laipsnių aplinkos temperatūrai, sumažėja šilumos siurblio sistemos efektyvumas ir patikimumas, todėl papildomam šildymui vis dar reikalingi PTC elektriniai šildytuvai.
2 paveiksle pavaizduota šilumos siurblio oro kondicionavimo + PTC sistema, naudojanti elektromagnetinį keturių krypčių atbulinį vožtuvą ir trijų šilumokaitį. Šilumos siurblio oro kondicionavimo sistema vožtuvo korpuso jungikliu perjungia sistemos vėsinimo, šildymo, sausinimo ir atitirpinimo režimus. Keturių krypčių atbulinis vožtuvas buvo plačiai naudojamas buitinio oro kondicionavimo srityje. Pritaikius jį prie elektrinės transporto priemonės šilumos siurblio oro kondicionavimo sistemos, galima gerai išspręsti šaltnešio apsisukimo problemą aušinant ir šildant sistemą, kaip parodyta 2 paveiksle (a). Sisteminis sprendimas turi keletą komponentų, paprastą struktūrą ir mažą kainą. Tačiau keturių krypčių atbulinės eigos vožtuvo vario ir aliuminio suvirinimo procesas yra sudėtingas ir labai lengvas korozijai. Aukšto ir žemo slėgio pusėse pučia dujos, o tai turi įtakos sistemos veikimui. Lengvųjų automobilių šilumos siurblio oro kondicionavimo sistemoje paprastai naudojamas trijų šilumokaičių sprendimas su vienu lauko šilumokaičiu ir dviem vidaus šilumokaičiais, o režimas perjungiamas per kelis solenoidinius vožtuvus, kaip parodyta 2 paveiksle (b).
3. Šilumos siurblio oro kondicionavimas + atliekų šilumos atgavimas + PTC
mano šalis turi didelę teritoriją ir platų temperatūrų diapazoną, todėl būtina plėsti šilumos siurblių oro kondicionierių temperatūrų diapazoną. Variklių ir akumuliatorių atliekinė šiluma yra vertingas šilumos šaltinis žiemą. Daugelis gamintojų ir tyrimų institucijų šios šilumos dalies perdirbimą svarsto kaip pagalbinį šilumos šaltinį, siekiant išplėsti šilumos siurblių oro kondicionierių naudojimą.
3 paveiksle yra elektrinio automobilio šiluminio valdymo sistemos schema, kurioje naudojamas šilumos siurblys oro kondicionavimas + atliekų šilumos atgavimas + PTC. Sistema gali atlikti tokias funkcijas kaip keleivių salono vėsinimas, šildymas, atitirpinimas, rūko šalinimas ir drėgmės šalinimas. Tuo pačiu metu jis gali šildyti arba vėsinti akumuliatorių ir pavaros variklį, taip pat gali atkurti akumuliatoriaus ir pavaros variklio atliekų šilumą. Sistemos veikimo principas yra toks: keleivių salono vėsinimo, šildymo, sausinimo, atitirpinimo ir rūko šalinimo funkcijos realizuojamos per šaltnešio kontūro solenoidinio vožtuvo jungiklių kombinaciją; į šaltnešio kontūrą pridedamas lygiagrečiai su garintuvu prijungtas akumuliatoriaus aušintuvas (Chiller). Kai akumuliatoriui arba varikliui reikia aušinimo, šaltnešis teka per aušintuvą, kad atvėsintų aušinimo skystį antrinėje grandinėje; kai akumuliatoriui arba varikliui nereikia didelio šilumos išsklaidymo poreikio, aušinimo skysčio srauto kryptį galima valdyti perjungiant trijų krypčių vožtuvo būseną, o šiluma gali būti išleidžiama į transporto priemonės išorę per žemą vožtuvą. -temperatūros radiatorius, kad būtų galima aušinti akumuliatorių arba pavaros variklį; kai akumuliatoriui reikia šildymo, PTC įjungiamas šildymas, o šildymo funkcija pasiekiama reguliuojant trijų krypčių vožtuvą aušinimo skysčio pusėje; kai aplinkos temperatūra žema, šilumos siurblio oro kondicionieriaus naudoti negalima, o akumuliatoriui arba varikliui reikia šilumos išsklaidymo, aušinimo skystis sugeria šilumą, kurią reikia išsklaidyti akumuliatoriaus arba pavaros variklio pusėje, teka per aušintuvą per trijų krypčių vožtuvas, ir keičia šilumą į šaltnešio pusę, kad šildytų keleivių saloną, išplėsdamas sistemos darbinės temperatūros diapazoną ir pagerindamas sistemos energijos vartojimo efektyvumą.
