Як працює система кондиціонування повітря в чисто електричних автомобілях
Що стосується системи кондиціонування повітря, існують відмінності в складі системи між електромобілями та традиційними транспортними засобами, і різні типи електромобілів мають різні характеристики. Ця стаття в основному представляє принцип роботи системи кондиціонування повітря чисто електричних транспортних засобів.
Чисто електричні транспортні засоби не мають двигуна як джерела живлення для компресора кондиціонера, і немає відпрацьованого тепла двигуна, яке можна було б використати для досягнення ефектів нагріву та розморожування. Електромобілі на паливних елементах не мають двигуна як джерела живлення для компресора кондиціонера, але двигун на паливних елементах може генерувати відносно стабільне відпрацьоване тепло.
Для гібридних електромобілів двигун не можна використовувати як джерело живлення для охолодження та стиснення в будь-який час через його стратегію керування. Перше, що робить автомобільний кондиціонер для регулювання повітря в салоні, це регулює температуру повітря та знижує температуру повітря за допомогою охолодження.
Згідно з характеристиками електричних транспортних засобів, основні методи охолодження та кондиціонування повітря, доступні в даний час для електромобілів, включають термоелектричне охолодження, охолодження з електричним компресором і охолодження відпрацьованого тепла. Серед них охолодження відпрацьованого тепла можна розглядати для використання в електромобілях на паливних елементах.
Система кондиціонування електромобіля: система охолодження
Напівпровідникове охолодження, також відоме як термоелектричне охолодження, — це технологія твердотільного охолодження, яка не використовує холодоагентів і не має робочих частин. Термобатарея функціонує як компресійний холодильний компресор, холодна частина та її теплообмінник еквівалентні компресійному холодильному випарнику, а гаряча частина та її теплообмінник еквівалентні конденсатору. Коли подається електрика, вільні електрони та дірки залишають холодний кінець термобатареї та рухаються до гарячого кінця під дією зовнішнього електричного поля, що еквівалентно процесу стиснення холодоагенту в компресорі. На холодному кінці електричної нагрівальної колони одночасно генеруються електронно-діркові пари через поглинання тепла теплообмінником, що еквівалентно поглинанню тепла та випаровуванню холодоагенту у випарнику. На гарячому кінці електронагрівальної колони відбувається рекомбінація електронно-діркових пар і при цьому розсіюється тепло через теплообмінник, що еквівалентно нагріванню і конденсації холодоагенту в конденсаторі.
Термоелектричний кондиціонер має такі характеристики: для роботи термоелектричного елемента потрібне джерело живлення постійного струму; зміна напрямку струму може викликати зворотний ефект охолодження і нагрівання; теплова інерція термоелектричної холодильної частини дуже мала, час охолодження дуже короткий, тепловіддача хороша на гарячому кінці, а холодний кінець порожній. За умови навантаження холодильний чіп може досягти максимальної різниці температур менш ніж за 1 хвилину після ввімкнення; регулювання робочого струму компонента може регулювати швидкість охолодження та температуру, точність контролю температури може досягати 0.001 градуса, і легко реалізувати постійне регулювання енергії; у правильних умовах. За умов проектування та застосування його ефективність охолодження може досягати понад 90%, тоді як його ефективність нагрівання значно перевищує 1; він має невеликі розміри, легку вагу та компактну структуру, що сприяє зниженню якості обслуговування електромобілів; він має високу надійність, тривалий термін служби та простий у обслуговуванні; він не має обертових частин, не вібраційний, без тертя, безшумний і ударостійкий.
Система кондиціонування електромобіля: система опалення
Джерелом нагріву системи кондиціонування повітря паливного транспортного засобу є в основному охолоджуюча рідина двигуна, але система опалення електромобіля відрізняється від цього. Загальні рішення для підігріву повітря в системах кондиціонування повітря електромобілів такі:
①Тепловий насос. Принцип роботи системи кондиціонування повітря з тепловим насосом для електромобілів, що приводиться в дію трансмісійним ременем і безщітковим двигуном постійного струму, показаний на малюнку. Режим охолодження/опалення системи кондиціонування повітря перемикається за допомогою чотириходового реверсивного клапана. Суцільна стрілка вказує на стан охолодження, а пунктирна стрілка вказує на стан нагріву. В принципі, ця система нічим не відрізняється від звичайного кондиціонера з тепловим насосом, але для використання в електромобілях вона спеціально розробила двокамерний лопатевий компресор, безщітковий двигун постійного струму та інверторну систему керування. В умовах роботи теплового насоса, коли система перемикається з режиму розморожування в режим обігріву, конденсат води з теплообмінника в повітропроводі швидко випаровується, а на лобовому склі утворюється іній, що негативно впливає на безпеку водіння.
②PTC електричний нагрівач. Електричний нагрівач PTC - це нагрівач, який використовує термістор PTC як джерело тепла. PTC термістори зазвичай виготовляються з напівпровідникових матеріалів, і їх опір різко змінюється зі зміною вологості. Коли зовнішня температура знижується, значення опору PTC зменшується, і відповідно збільшується виділення тепла. За матеріалом його можна розділити на керамічний PTC термістор і органічний полімерний PTC термістор. Керамічні PTC термістори використовуються в допоміжних електричних нагрівачах кондиціонерів. Оскільки термісторний елемент PTC має змінні характеристики збільшення або зменшення свого значення опору зі зміною температури навколишнього середовища, нагрівач PTC має характеристики енергозбереження, постійної температури, безпеки та тривалого терміну служби.
Система кондиціонування повітря електричного транспортного засобу: Принцип роботи системи кондиціонування повітря з тепловим насосом.
Допоміжні електричні нагрівачі системи кондиціонування повітря можна розділити на керамічні та металеві трубчасті нагрівачі PTC. Склеєний керамічний PTC-нагрівач — це нагрівач, у якому кілька керамічних PTC-чіпів і алюмінієвих гофрованих радіаторів з’єднані між собою стійким до високих температур полімерним клеєм. Він має хорошу тепловіддачу та стабільну електричну продуктивність. Серед них склеєні керамічні PTC нагрівачі поділяються на нагрівачі поверхнево заряджених типів і нагрівачів поверхнево заряджених типів.
Металевий трубчастий нагрівач PTC використовує імпортований дріт зі сплаву нікелю та заліза як нагрівальний матеріал. Нагрівальна трубка інкрустована алюмінієвими радіаторами, і її ефект розсіювання тепла дуже хороший. Обігрівач оснащений терморегулятором і термозапобіжником, що робить виріб більш безпечним і надійним у використанні. Цей тип обігрівача має хороші характеристики матеріалу PTC, і деякі кондиціонери використовують цей тип обігрівача як допоміжний обігрів.
③Відпрацьоване тепло + допоміжний PTC. Використовуйте тепло, яке утворюється під час роботи пристроїв високої потужності (перетворення електроенергії, приводних двигунів, контролерів двигунів тощо), щоб здійснювати теплообмін внутрішнього середовища автомобіля. Коли тепла недостатньо, вмикається допоміжний нагрівач PTC.
Електромобілі стали важливим засобом пересування, а системи кондиціонування, охолодження та опалення також є важливими аспектами нашого вибору автомобіля під час покупки автомобіля. Адже охолодження та опалення також споживають електроенергію.
