Технічні вимоги до систем теплового менеджменту
для чисто електричних транспортних засобів
Джерелом холоду, джерелом тепла та іншими джерелами енергії системи кондиціонування повітря в чисто електричних транспортних засобах є акумуляторна система. Для чисто електричних транспортних засобів кондиціонер не тільки безпосередньо впливає на комфорт водіння, але й на їх запас ходу.
Система кондиціонування повітря чистого електричного транспортного засобу повинна не тільки забезпечувати функції охолодження/опалення, але й враховувати споживання енергії системою, тим самим збільшуючи її складність. Завдяки зміні типу потужності електричний спіральний компресор, який використовується в системах кондиціонування повітря електромобілів, має значно покращену вартість і об’ємну ефективність порівняно з традиційними компресорами. В даний час для обігріву електромобілів переважно використовуються обігрівачі PTC, що значно зменшує запас ходу взимку. У майбутньому очікується поступове впровадження систем кондиціонування повітря з тепловим насосом з більшою ефективністю опалення.
Система теплового керування нових транспортних засобів має відповідати вимогам до кондиціонування повітря в кабіні (охолодження, обігрів, видалення запотівання тощо), контролю температури акумуляторної батареї та розсіюванню тепла від двигуна та контролера. Базуючись на вимогах комплексного управління енергією транспортного засобу, компактності та легкої конструкції, автомобільні системи теплового керування поступово розвиваються в напрямку інтегрованого теплового керування транспортним засобом.
Загалом, автомобільні системи теплового керування в основному включають системи охолодження двигуна, системи кондиціонування повітря та системи терморегулювання акумулятора. Функціонально він розділений на два основних компоненти: теплову систему моторного відсіку та теплову систему кабіни з трьома основними циклами: цикл двигуна, цикл кондиціонування повітря та цикл інтеркулера. Цикл охолодження двигуна відносно простий, включаючи двигун, радіатор, термостат і водяний насос. Цикл кондиціонування повітря в основному складається з конденсатора, компресора та розширювального клапана. Функція системи проміжного охолодження з турбонаддувом полягає у збільшенні об’єму всмоктуваного повітря двигуна для покращення його енергетичних характеристик. Проблема полягає в тому, що температура повітря, що надходить під тиск турбокомпресора, дуже висока; безпосереднє надходження в двигун прискорить старіння мастила двигуна, вимагаючи від інтеркулера зниження температури всмоктуваного повітря.
1) Система кондиціонування повітря: у традиційних бензинових транспортних засобах для кондиціонування повітря використовується-компресор із приводом від двигуна, тоді як нові транспортні засоби можуть використовувати лишеелектричні компресори. У бензинових транспортних засобах процеси кондиціонування повітря та охолодження двигуна є відносно незалежними, тоді як у автомобілях з новою енергією три-електричні системи охолодження тісно пов’язані, як правило, спільне джерело холоду з системою охолодження акумулятора. У автомобілях, що працюють на бензині, двигун служить джерелом тепла, використовуючи водяний насос для циркуляції води для опалення. Наразі більшість нових транспортних засобів використовують електричне опалення, але майбутня тенденція спрямована на підвищення-енергоефективності систем кондиціонування повітря з тепловим насосом.
(2) Керування температурою батареї:Оптимальний діапазон робочих температур для акумуляторів 20-30 градусів. За низьких температур ємність акумулятора нижча, а продуктивність заряду/розряду низька; за високих температур термін служби батареї скорочується, а надто високі температури можуть навіть призвести до проблем безпеки, наприклад вибухів. Кілька елементів батареї з’єднані послідовно та паралельно, щоб утворити акумуляторну батарею, і тепло, що виділяється під час заряджання та розряджання, впливає одна на одну. Підтримка акумуляторної батареї в розумному діапазоні температур вимагає складної системи управління температурою батареї.
(3) Управління температурою двигуна та електронної системи керування: двигуни та електронні компоненти керування транспортними засобами з новою енергією мають високі вимоги до розсіювання тепла під час роботи та зазвичай потребують активного охолодження. Ці компоненти часто потребують лише пристроїв охолодження.
