1. Anforderungen an das Wärmemanagement von Elektrofahrzeugen (HVCH)
Der Fahrgastraum ist der Umweltraum, in dem sich der Fahrer aufhält, während das Fahrzeug fährt.Um eine angenehme Fahrumgebung für den Fahrer zu gewährleisten, muss das Wärmemanagement des Fahrgastraums die Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftzufuhrtemperatur der Fahrzeuginnenumgebung steuern.Die Anforderungen an das Wärmemanagement des Fahrgastraums unter verschiedenen Bedingungen sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Die Temperaturkontrolle von Leistungsbatterien ist eine wichtige Voraussetzung für den effizienten und sicheren Betrieb von Elektrofahrzeugen.Wenn die Temperatur zu hoch ist, kommt es zu Flüssigkeitsaustritt und Selbstentzündung, was die Fahrsicherheit beeinträchtigt.Wenn die Temperatur zu niedrig ist, wird die Lade- und Entladekapazität des Akkus bis zu einem gewissen Grad verringert.Aufgrund ihrer hohen Energiedichte und ihres geringen Gewichts haben sich Lithiumbatterien zu den am häufigsten verwendeten Energiebatterien für Elektrofahrzeuge entwickelt.Die gemäß der Literatur geschätzten Anforderungen an die Temperaturregelung von Lithiumbatterien und die Wärmebelastung der Batterie unter verschiedenen Bedingungen sind in Tabelle 2 dargestellt. Mit der allmählichen Erhöhung der Energiedichte von Leistungsbatterien, der Erweiterung des Temperaturbereichs der Arbeitsumgebung usw Mit der Zunahme der Schnellladegeschwindigkeiten ist die Bedeutung der Temperaturregelung von Leistungsbatterien im Wärmemanagementsystem immer wichtiger geworden, nicht nur, um unterschiedlichen Straßenbedingungen und unterschiedlichen Lade- und Entlademodi gerecht zu werden.Die Temperaturregelungslast ändert sich je nach Betriebsbedingungen des Fahrzeugs, die Gleichmäßigkeit des Temperaturfelds zwischen den Batteriepaketen und die Verhinderung und Kontrolle des thermischen Durchgehens müssen auch alle Temperaturregelungsanforderungen unter verschiedenen Umgebungsbedingungen wie starker Kälte oder hoher Temperatur erfüllen Hitze- und Luftfeuchtigkeitsgebiete sowie heiße Sommer- und kalte Wintergebiete.brauchen.
2. Die erste Stufe der PTC-Heizung
In der Anfangsphase der Industrialisierung von Elektrofahrzeugen basiert die Kerntechnologie im Wesentlichen auf dem Austausch von Batterien, Motoren und anderen Antriebssystemen.basierend auf schrittweisen Verbesserungen.Die Klimaanlage eines reinen Elektrofahrzeugs und die Klimaanlage eines Kraftstofffahrzeugs realisieren beide die Kühlfunktion durch den Dampfkompressionszyklus.Der Unterschied zwischen den beiden besteht darin, dass der Klimakompressor eines Kraftstofffahrzeugs indirekt über den Riemen vom Motor angetrieben wird, während das reine Elektrofahrzeug den Elektrokompressor direkt zum Antrieb der Kühlung nutzt.Zyklus.Beim Beheizen von Kraftstofffahrzeugen im Winter wird die Abwärme des Motors ohne zusätzliche Wärmequelle direkt zur Beheizung des Fahrgastraums genutzt.Allerdings kann die Abwärme des Motors reiner Elektrofahrzeuge den Heizbedarf im Winter nicht decken.Daher ist die Winterheizung ein Problem, das reine Elektrofahrzeuge lösen müssen..Die Heizung mit positivem Temperaturkoeffizienten (positiver Temperaturkoeffizient, PTC) besteht aus einem PTC-Keramikheizelement und einem Aluminiumrohr (PTC-Kühlmittelheizung/PTC-Lufterhitzer), das die Vorteile eines geringen Wärmewiderstands und einer hohen Wärmeübertragungseffizienz bietet und in der Karosseriebasis von Kraftstofffahrzeugen verwendet wird. Daher verwendeten frühe Elektrofahrzeuge eine Kühlung mit Dampfkompressionskühlkreislauf plus PTC-Heizung, um ein Wärmemanagement im Fahrgastraum zu erreichen.
2.1 Anwendung der Wärmepumpentechnologie in der zweiten Stufe
In der Praxis haben Elektrofahrzeuge im Winter einen hohen Bedarf an Heizenergie.Aus thermodynamischer Sicht liegt der COP der PTC-Heizung immer unter 1, wodurch der Stromverbrauch der PTC-Heizung hoch und der Energienutzungsgrad niedrig ist, was Elektrofahrzeuge stark einschränkt.Kilometerstand.Die Wärmepumpentechnologie nutzt den Dampfkompressionszyklus, um minderwertige Wärme in der Umgebung zu nutzen, und der theoretische COP beim Heizen ist größer als 1. Daher kann die Verwendung eines Wärmepumpensystems anstelle von PTC die Reichweite von Elektrofahrzeugen im Heizbetrieb erhöhen Bedingungen.Mit der weiteren Verbesserung der Kapazität und Leistung des Power-Akkus nimmt auch die thermische Belastung während des Betriebs des Power-Akkus sukzessive zu.Die herkömmliche Luftkühlungsstruktur kann die Temperaturkontrollanforderungen der Leistungsbatterie nicht erfüllen.Daher ist die Flüssigkeitskühlung zur Hauptmethode zur Batterietemperaturregelung geworden.Da darüber hinaus die vom menschlichen Körper benötigte angenehme Temperatur der Temperatur ähnelt, bei der die Leistungsbatterie normal arbeitet, kann der Kühlbedarf des Fahrgastraums und der Leistungsbatterie durch Parallelschaltung von Wärmetauschern in der Fahrgastraum-Wärmepumpe gedeckt werden System.Die Wärme der Leistungsbatterie wird indirekt über den Wärmetauscher und die Sekundärkühlung abgeführt und der Integrationsgrad des Wärmemanagementsystems des Elektrofahrzeugs wurde verbessert.Obwohl der Grad der Integration verbessert wurde, integriert das Wärmemanagementsystem in diesem Stadium lediglich die Kühlung der Batterie und des Fahrgastraums und die Abwärme der Batterie und des Motors wurde nicht effektiv genutzt.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 04.04.2023
