Kühlung kritischer Layoutkomponenten
Die Abbildung zeigt gängige Komponenten im Kühl- und Heizkreislaufsystem von rein elektrischen Fahrzeugen, wie z. B. a. Wärmetauscher, b. Vierwegeventile, c.elektrische Wasserpumpenund d.PTCs usw.
Analyse des Schaltplans von rein elektrischen Fahrzeugen
Das Elektrofahrzeug ist als 2+2-Konfiguration mit jeweils zwei Vorder- und Hintermotoren ausgeführt. Der Kühl- und Heizkreislauf umfasst vier Kreisläufe: den Motorkreis, den Batteriekreis, den Klimaanlagen-Kühlkreis und den Klimaanlagen-Heizkreis. Der zugehörige Schaltplan ist in Abbildung 2 dargestellt, die Funktionen der Systemkomponenten in Tabelle 2.
Unter ihnen ist Stromkreis 1 der wichtigste. Er ist für die Kühlung des Motors, die elektrische Steuerung und die drei kleinen Leistungskomponenten des großen Leistungskreises zuständig. Die drei kleinen Leistungskomponenten integrieren die Funktionen OBD, DC/DC-Wandler und PDCU. Der Motor ist ölgekühlt, und der Kühlwasserkreislauf wird durch den mitgelieferten Plattenwärmetauscher gekühlt. Die Komponenten der vorderen und hinteren Kabine sind in Reihe geschaltet. Die gesamte Schaltung kann parallel ausgeführt werden, und das Dreiwegeventil 1 kann als Thermostat betrachtet werden. Bei niedrigen Temperaturen von Motor und anderen Komponenten arbeitet Stromkreis 1 als kleiner Kreislauf ohne Kühlkreislauf. Steigt die Temperatur der Komponenten, öffnet sich das Dreiwegeventil, und Stromkreis 2 durchläuft den Niedertemperaturkühler. Dieser Kreislauf fungiert dann als mittlerer Kreislauf.
Kreislauf 2 dient der Kühlung und Heizung des Akkus [3]. Der Akku verfügt über eine integrierte Wasserpumpe, die Wärme und Kälte über den Plattenwärmetauscher 1, den Warmluftkreislauf 3 und den Kondensationskreislauf 4 der Klimaanlage austauscht. Bei zu niedriger Umgebungstemperatur wird der Warmluftkreislauf 3 eingeschaltet und der Akku über den Plattenwärmetauscher 1 erwärmt. Bei zu hoher Umgebungstemperatur wird der Kondensationskreislauf 4 geöffnet und der Akku über den Plattenwärmetauscher 1 gekühlt. Dadurch wird eine konstante Temperatur des Akkus gewährleistet und seine optimale Funktion sichergestellt. Kreislauf 1 und Kreislauf 2 sind über ein Vierwegeventil verbunden. Im stromlosen Zustand des Vierwegeventils arbeiten die beiden Kreisläufe 1 und 2 unabhängig voneinander. Im Zirkulationsbetrieb kann Kreislauf 1 Kreislauf 2 erwärmen.
Sowohl Kreislauf 3 als auch Kreislauf 4 gehören zur Klimaanlage, wobei Kreislauf 3 das Heizsystem darstellt. Da das Elektrofahrzeug keine eigene Motorwärmequelle besitzt, benötigt es eine externe Wärmequelle. Kreislauf 3 tauscht die vom Klimakompressor erzeugte hohe Temperatur und den hohen Druck über den Wärmetauscher 2 mit der vom Abgas erzeugten Temperatur in Kreislauf 4 aus.PTC-Kühlmittelerhitzer/PTC-LufterhitzerIm Kreislauf 3 kann bei zu niedriger Temperatur das Wasser in der Heizungs- und Klimaanlage elektrisch erwärmt werden. Kreislauf 3 mündet in das Heizungs- und Klimaanlagensystem, wo das Gebläse die Wärme liefert. Solange Ventil 2 nicht bestromt ist, bildet Kreislauf 3 einen kleinen, eigenständigen Stromkreis. Im bestromten Zustand erwärmt Kreislauf 3 über Wärmetauscher 1 den Kreislauf 1.
Kreislauf 4 ist die Kühlleitung der Klimaanlage. Zusätzlich zum Wärmeaustausch mit Kreislauf 3 ist dieser Kreislauf über das Drosselventil mit der vorderen und hinteren Klimaanlage sowie dem Wärmetauscher 2 von Kreislauf 2 verbunden. Man kann ihn sich als drei kleine, gedrosselte Kreisläufe vorstellen. Die drei an die Ventile angeschlossenen Kreisläufe verfügen über elektronisch gesteuerte Absperrventile, die elektronisch regeln, ob die Kreisläufe verbunden sind.
Durch ein solches Kühl- und Heizzyklussystem kann der Akku normal geladen und entladen werden, ohne dass die Lebensdauer des Akkus beeinträchtigt wird, und eine Reihe von Systemen wie der Motor und die kleinen drei elektrischen Komponenten können eine gute Kühlwirkung erzielen.
Veröffentlichungsdatum: 23. März 2023
