New Energy Vehicle Thermal Management
Upravljanje toplinom zvuči kao koordinacija zahtjeva za hladnoćom i toplinom unutar sistema vozila, i čini se da nema nikakve razlike, ali u stvari postoje značajne razlike u sistemima upravljanja toplinom za različite tipove vozila na novu energiju, a sljedeće će predstaviti posebne karakteristike njihovih sistema upravljanja toplotom za svaki od dva tipa vozila nove energije.
Vozilo na gorive ćelije
Sistem upravljanja toplotom za gorive ćelije karakterišu tri glavne tačke:
Zahtjevi za rasipanje topline reaktora na gorive ćelije
Reaktor je mjesto reakcije vodik-kiseonik, koja stvara toplotu dok proizvodi električnu energiju. Povećanje temperature pomaže da se poveća snaga pražnjenja reaktora, ali toplina se ne može prikupiti, tako da voda produkta reakcije i rashladna tekućina reaktora moraju teći zajedno kako bi raspršili toplinu. A održavanje temperature reaktora može efikasno kontrolisati izlaznu snagu kako bi se zadovoljile dinamičke potrebe vozača za pogonskim sistemom. Toplina koju stvara energetska elektronika reaktora i motornog invertera može se koristiti kao dio topline za grijanje kokpita zimi.
Problem hladnog starta reaktora
Reaktor gorivih ćelija ne može osigurati električnu energiju direktno na niskoj temperaturi, pa ga treba zagrijati vanjskom toplinom prije nego što može ući u normalan način rada. U ovom trenutku, gore spomenuti krug odvođenja topline treba se obrnuti u krug grijanja, a za prebacivanje ovdje može biti potreban kontrolni ventil kruga sličan trosmjernom dvosmjernom ventilu. Grijanje se može vršiti vanjskim električnim grijačem, električnom energijom za grijanje iz baterije da se osigura. Čini se da se spominje i tehnologija da se reaktor može samozagrijati, tako da se energija nastala reakcijom više u obliku topline zagrije na tijelo reaktora.
Hlađenje pod pritiskom
Ovaj dio je malo sličan onom koji spominje hibridna strana, kako bi se zadovoljila potreba za snagom reaktora, potrebna je i količina reaktantnog kisika, tako da je potrebno usis zraka pod pritiskom kako bi se povećala gustina, a time i maseni protok kiseonika. Iz tog razloga dolazi do post-boost hlađenja, koje se može spojiti serijski u isti rashladni krug budući da je temperaturni raspon relativno blizak ostalim komponentama.
Čista električna vozila
Posljednje čisto električno vozilo danas je najpopularniji igrač na tržištu. Istraživanje i razvoj u termičkom upravljanju električnim vozilima rađeno je u svim većim proizvođačima i dobavljačima automobila. Slijede tri glavne tačke po kojima se razlikuje od ostalih tipova vozila:
Zabrinutost za zimski asortiman
Najveći dio zasluga za domet pripisuje se netermalnim aspektima upravljanja gustinom energije baterije, ukupnom električnom potrošnjom vozila i koeficijentom otpora vjetra, ali ne toliko zimi. Kako bi se zadovoljio nivo udobnosti u kabini i hladan start visokonaponske baterije, sistem upravljanja toplinom troši mnogo električne energije, a značajno smanjenje zimskog dometa je već norma. Glavni razlog je taj što je čisto električni pogonski sistem za proizvodnju topline daleko više nego motor, baterija i temperaturno osjetljivi. Trenutno uobičajena rješenja kao što su sistem toplinske pumpe, pogonski sistem topline i topline okoliša kroz ciklus kompresora da bi se osigurala kabina i baterija, tu je i Weimar EX5 u korištenju dizel grijača, korištenje dijela topline sagorijevanja dizela za osigurajte bateriju i predgrijavanje kabine, postoji još jedna tehnologija samozagrijavanja baterije, tako da kada se baterija pokrene s malim dijelom energije postiže se zagrijavanje svake baterijske jedinice, čime se smanjuje oslanjanje na vanjske krugove za izmjenu topline.
Toplina punjenja velike snage
Ostale vrste baterija za vozila s novom energijom su relativno male, potreba za eksternim priključnim punjenjem također dominira AC niske snage, dok je visokonaponsko visoko-snažno DC punjenje gotovo standardna karakteristika svakog čistog električnog automobila, osim za automobili poput Baojun E100 manje-više podržavaju desetine kilovata snage punjenja. Iako je punjenje velike snage direktno povezano sa DC punjačom i baterijom, u sredini nema dijelova kao što je AC OBC, ali zagrijavanje baterije i kabela pod velikom snagom nije za podcijeniti. Naročito ljeti, čak i da bi se zadovoljila velika snaga punjenja, kao što je snaga punjenja od 60 kW, potrebno je koristiti ciklus hlađenja uključen u hlađenje baterije ili sistema toplinske pumpe. Dakle, čini se da iako punjenje velike snage skraćuje vrijeme punjenja kako bi se poboljšala efikasnost punjenja, ali složenost i troškovi upravljanja toplinom su potrebni da bi se zadovoljile takve potrebe, tako da se za različite cjenovne modele, a ne žele poboljšati na veliku snagu, mogu poboljšano.
Energetska elektronika integrirano odvođenje topline
Iz trenutnog trenda visokonaponskog sistema električnih vozila može se vidjeti, budućnost energetske elektronike će biti sve više integrirana, kao što je BYD-ov visokonaponski tri-u-jedan integrirani punjač za vozila, od visokog do niskog napona DC/DC i visokonaponska razvodna kutija, i Geely nova energija i geometrija A sa integracijom dva u jednom DC/DC i visokonaponske razvodne kutije i tako dalje. Integracija energetske elektronike neizbježno donosi integraciju rashladnog kruga, što je novi problem za sistem upravljanja toplinom, dizajn rashladnog kruga unutar visokonaponske integracije i pad tlaka fluida u cjevovodu. Prednosti integrisanog odvođenja toplote leže u skraćenoj dužini cevi, zajedničkom interfejsu cevi za hlađenje i konačno uštedi prostora i smanjenju troškova.
