Traditionelle varmepumpe-klimaanlæg har lav varmeeffektivitet og utilstrækkelig varmekapacitet i kolde omgivelser, hvilket begrænser anvendelsesmulighederne for elbiler. Derfor er der udviklet og anvendt en række metoder til at forbedre varmepumpe-klimaanlægs ydeevne under lave temperaturforhold. Ved rationelt at øge det sekundære varmevekslingskredsløb, samtidig med at batteriet og motorsystemet afkøles, genbruges den resterende varme for at forbedre varmekapaciteten i elbiler under lave temperaturforhold. De eksperimentelle resultater viser, at varmekapaciteten for varmepumpe-klimaanlægget med spildvarmegenvinding er betydeligt forbedret sammenlignet med det traditionelle varmepumpe-klimaanlæg. Spildvarmegenvindingsvarmepumpen med en dybere koblingsgrad for hvert termisk styringsundersystem og køretøjets termiske styringssystem med en højere grad af integration anvendes i Tesla Model Y og Volkswagen ID4. CROZZ og andre modeller er blevet anvendt (som vist til højre). Men når omgivelsestemperaturen er lavere, og mængden af spildvarmegenvinding er mindre, kan spildvarmegenvinding alene ikke opfylde behovet for varmekapacitet i lavtemperaturmiljøer, og PTC-varmere er stadig nødvendige for at kompensere for manglen på varmekapacitet i ovenstående tilfælde. Med den gradvise forbedring af integrationsniveauet for termisk styring i elbiler er det dog muligt at øge mængden af spildvarmegenvinding ved at øge den varme, der genereres af motoren, på en rimelig måde og derved øge varmepumpesystemets varmekapacitet og COP og undgå brugen afPTC-kølevæskevarmer/PTC-luftvarmerSamtidig med at det yderligere reducerer pladsudnyttelsesgraden for det termiske styringssystem, opfylder det varmebehovet for elbiler i et miljø med lav temperatur. Ud over at genvinde og udnytte spildvarme fra batterier og motorsystemer er udnyttelsen af returluft også en måde at reducere energiforbruget i det termiske styringssystem under lave temperaturforhold. Forskningsresultaterne viser, at i miljøer med lav temperatur kan rimelige foranstaltninger til udnyttelse af returluft reducere den varmekapacitet, der kræves af elbiler, med 46 % til 62 %, samtidig med at dug og frost på ruderne undgås, og kan reducere energiforbruget til opvarmning med op til 40 %. Denso Japan har også udviklet en tilsvarende dobbeltlags returluft/friskluftstruktur, som kan reducere varmetabet forårsaget af ventilation med 30 %, samtidig med at dug forhindres. På nuværende tidspunkt forbedres den miljømæssige tilpasningsevne af termisk styring af elbiler under ekstreme forhold gradvist, og den udvikler sig i retning af integration og grønnere konstruktion.
For yderligere at forbedre batteriets termiske styringseffektivitet under høje effektforhold og reducere kompleksiteten af termisk styring, er den direkte køling og direkte opvarmning af batteriets temperaturkontrolmetode, der sender kølemidlet direkte ind i batteripakken til varmeudveksling, også en aktuel teknisk løsning. Den termiske styringskonfiguration af den direkte varmeudveksling mellem batteripakken og kølemidlet er vist i figuren til højre. Den direkte køleteknologi kan forbedre varmeudvekslingseffektiviteten og varmeudvekslingshastigheden, opnå en mere ensartet temperaturfordeling inde i batteriet, reducere sekundærsløjfen og øge systemets spildvarmegenvinding og derved forbedre batteriets temperaturkontrolydelse. På grund af den direkte varmeudvekslingsteknologi mellem batteriet og kølemidlet skal køling og varme dog øges gennem varmepumpesystemets arbejde. På den ene side er batteriets temperaturkontrol begrænset af start og stop af varmepumpens klimaanlæg, hvilket har en vis indflydelse på kølemiddelløjfens ydeevne. På den ene side begrænser det også brugen af naturlige kølekilder i overgangssæsoner, så denne teknologi kræver stadig yderligere forskning, forbedring og anvendelsesevaluering.
Forskningsfremskridt for nøglekomponenter
Det elektriske køretøjs termiske styringssystem (HVCH) består af flere komponenter, primært inklusive elektriske kompressorer, elektroniske ventiler, varmevekslere, forskellige rørledninger og væskebeholdere. Blandt dem er kompressoren, den elektroniske ventil og varmeveksleren kernekomponenterne i varmepumpesystemet. I takt med at efterspørgslen efter lette elbiler fortsætter med at stige, og graden af systemintegration fortsætter med at blive dybere, udvikles termiske styringskomponenter i elbiler også i retning af letvægts, integreret og modulariseret. For at forbedre anvendeligheden af elbiler under ekstreme forhold udvikles og anvendes der også komponenter, der kan fungere normalt under ekstreme forhold og opfylde kravene til termisk styringsydelse i biler.
Opslagstidspunkt: 4. april 2023
