Три етапи нового енергетичного автомобіля
Розробка системи теплового менеджменту
Етап 1
Система теплового керування першого-покоління: повітряне{1}}або рідинне-охолодження батареї, PTC-нагрівання та рідинне охолодження двигуна з електронним керуванням, усі працюють незалежно.
На ранніх стадіях розробки транспортних засобів з новою енергією головна увага зосереджувалася на заміні двигуна в автомобілях, що працюють на бензині, акумуляторами та двигунами. Під час нормальної їзди система акумулятора виділяє тепло, ефективна робоча температура якого становить 15-35 градусів. Повітряне охолодження було широко поширене в перших транспортних засобах з новою енергією завдяки своїй простій конструкції, низькій вартості та простоті обслуговування.
У міру збільшення потужності двигуна та заряджання повітряне охолодження більше не могло відповідати вимогам до керування температурою батареї, що призвело до поступового переходу на рідинне охолодження. Взимку через нижчу температуру навколишнього середовища для нагріву теплоносія використовувався нагрівач PTC, який потім передавав тепло системі батареї. Для охолодження салону продовжували використовувати систему епохи бензинових-автомобілів: механічні компресори кондиціонера було модернізовано до електричних; нагрівання зазвичай досягалося за допомогою PTC нагріву. Загальними перевагами цього рішення були простота, низька вартість і низька структурна складність; недоліками були високе енергоспоживання та короткий запас ходу взимку.
Етап 2
Система керування температурою другого-покоління: рідинне охолодження батареї, нагрівання PTC та рідинне охолодження двигуна/електронного керування. Ця система використовує відпрацьоване тепло від двигуна/електронної системи керування для нагрівання системи акумулятора, досягаючи термічної переробки.
Ця система, заснована на першому поколінні, послідовно та паралельно з’єднує схеми управління двигуном/електронним керуванням і терморегулятором батареї, повністю використовуючи відпрацьоване тепло від системи керування двигуном/електроною для обігріву системи батареї. Це зменшує використання PTC взимку, покращує загальну ефективність керування теплом електромобілів і збільшує запас ходу.
Наприклад, XPeng P7 використовує чотири-ходовий клапан для з’єднання контуру охолодження двигуна/електронного керування та контуру охолодження акумуляторної батареї. Коли акумуляторна батарея не потребує нагрівання, тепло від електродвигуна/електронної схеми керування розсіюється через блок радіатора двигуна-переднього модуля. Коли потрібне нагрівання, охолоджуюча рідина відводить тепло від двигуна/електронної системи керування та проходить через контур охолодження акумуляторної батареї. Якщо тепла недостатньо, PTC забезпечує допоміжний нагрів для економії енергії.
Система управління температурою другого-покоління все ще використовує PTC для задоволення потреб в обігріві кабіни та батареї. Зазвичай обігрів кабіни здійснюється за допомогою PTC-обігрівача з вентилятором-.
ThePTC нагрівачнагріває навколишнє повітря, а потім система повітродувки вдуває повітря в салон для досягнення функції обігріву. Крім того, водяний-нагрівач PTC можна використовувати для нагрівання охолоджувальної рідини, яка потім протікає через серцевину нагрівача для забезпечення опалення кабіни. Потреби системи батареї в обігріві в основному задовольняються за допомогою водяного-нагрівача PTC для нагрівання теплоносія, а отже, і акумуляторної батареї.
Однак обігрівачі PTC зазвичай мають вихідну потужність 1-6 кВт, додаючи додаткові 4-6 кВт-год споживання енергії на 100 км. Наприклад, при повному заряді протягом 4-5 годин опалення PTC може скоротити запас ходу нового автомобіля на 100-150 км, тому запас ходу зменшується, коли обігрівач увімкнено взимку.
Етап 3
Система теплового керування третього покоління: на цьому етапі додається система теплового насоса, що забезпечує більш ефективну та складну загальнусистема термоконтролю. Системи на основі холодоагенту та води-інтегровані, що демонструє тенденцію до більшої інтеграції, прикладом якої є Tesla Model Y.
На стороні холодоагенту додано внутрішній конденсатор і триходовий-клапан холодоагенту, щоб відповідати вимогам до опалення тепловим насосом, замінивши оригінальний нагрівач високого{1}}тиску PTC. Два додаткових PTC-нагрівачі низького{3}}тиску головним чином забезпечують розморожування, видалення запотівання та допоміжні функції обігріву. Загалом кажучи, заміна існуючої системи на тепловий насос заощадить 2-3 кВт-год електроенергії на 100 кілометрів, досягнувши загального покращення запасу ходу на 10%-15%.
