تجزیه و تحلیل مدیریت حرارتی خودرو - تجزیه و تحلیل عملکرد و اصل آبگرمکن PTC

تجزیه و تحلیل مدیریت حرارتی خودرو -

تجزیه و تحلیل اصل و عملکرد آبگرمکن PTC

یکی از مزیت هایآبگرمکن PTCسیستم گرمایشی این است که سیستم گرمایش خودروهای بنزینی را به ارث می برد و نیاز به اصلاح مجموعه HVAC موجود را از بین می برد، بنابراین هزینه های اصلاح خودروسازان تولید کننده خودروهای برقی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. اجزای اصلی سیستم گرمایش آبگرمکن PTC عبارتند از: آبگرمکن PTC، پمپ آب برقی، محفظه گاز زدایی، لوله های آب و رادیاتور بخاری. محفظه گاززدایی در سیستم دو عملکرد دارد:

(1) کاهش فشار سیستم: در طول فرآیند گرمایش، خنک کننده بخار آب تولید می کند و باعث افزایش فشار سیستم می شود. هنگامی که این فشار از آستانه معینی فراتر رفت، دریچه خروجی در محفظه گاز زدایی باز می شود و بخار آب در جو آزاد می شود و در نتیجه فشار سیستم کاهش می یابد.

(2) در طول فرآیند گردش آب سیستم، مایع خنک کننده ممکن است نشت کند، که می تواند با استفاده از مایع خنک کننده ذخیره شده در محفظه گاز زدایی دوباره پر شود.

I. تجزیه و تحلیل ترکیب سیستم

المنت گرمایش آبگرمکن PTC ترمیستور PTC است. ترمیستورهای PTC از مواد نیمه هادی با ضریب دمایی مثبت ساخته شده اند. آنها را می توان به ترمیستورهای PTC مبتنی بر سرامیکی و ترمیستورهای PTC بر پایه پلیمری [20] تقسیم کرد. ترمیستورهای PTC مبتنی بر سرامیک، مواد نیمه هادی با رسانایی مشخص هستند، با BaTiO3 یا V3O3 به عنوان اجزای اصلی و مقدار کمی از عناصر کمک کننده اضافه شده، که مخلوط و تف جوشی می شوند. ترمیستورهای PTC مبتنی بر{11}پلیمر، مواد پلیمری هستند که از ترکیب پلیمرهای آلی (مانند پلی اتیلن) ​​به عنوان ماتریس و ترکیب پرکننده‌های رسانا مانند کربن سیاه، گرافیت یا پودر فلز و اکسیدهای فلزی تشکیل می‌شوند. این سیستم از PTC سرامیکی استفاده می کند که از مزایای گرمایش با دمای ثابت، بدون شعله باز، راندمان حرارتی بالا و عمر طولانی برخوردار است. مقاومت ترمیستورهای PTC با افزایش دما افزایش می یابد. هنگامی که دما از دمای کوری بیشتر می شود، مقاومت به طور ناگهانی افزایش می یابد و در نتیجه قدرت گرمایش کاهش می یابد و در نتیجه عملکرد دمای ثابت به دست می آید.

II. تجزیه و تحلیل عملکرد سیستم

1) فناوری شروع نرم

در ابتدای راه‌اندازی{0}}هیتر با توان کم کار می‌کند و سپس چرخه کاری PWM به تدریج افزایش می‌یابد تا به آرامی قدرت افزایش یابد. هدف این است که به طور موثر آسیب ناشی از جریان هجومی به مدار و باتری را کاهش داده و در نتیجه خرابی کنترلر را کاهش داده و عمر باتری را افزایش دهد.

2) ولتاژ عملیات گسترده

ولتاژ باتری وسیله نقلیه الکتریکی ثابت نیست. با خالی شدن باتری ولتاژ خروجی کاهش می یابد. آبگرمکن طراحی شده در این مقاله قصد دارد به طور معمول در یک محدوده ولتاژ گسترده (DC400V-DC600V) کار کند و اثر گرمایش آن تحت تأثیر تغییرات ولتاژ قرار نمی‌گیرد و گرمایش پایدار را در حین کار تضمین می‌کند.

3) تنظیم توان خطی

سوئیچینگ المنت حرارتی PTC در بخاری توسط یک IGBT (دستگاه جفت القایی) کنترل می شود. خروجی مدار درایو IGBT به آبگرمکن بار و ورودی به سیگنال PWM متصل می شود. قدرت آبگرمکن با تغییر چرخه وظیفه سیگنال PWM تنظیم می شود. کنترل کننده به طور مداوم قدرت بخاری را تنظیم می کند تا به سرعت و به طور پایدار دمای داخلی را بر اساس بازخورد واقعی{3}}از سنسورهای دمایی دمای آب و دمای داخلی خودرو افزایش دهد. این تنظیم خطی قدرت شبیه به سیستم تهویه مطبوع فرکانس متغیر است که باعث می‌شود انرژی- کارآمدتر باشد.

4) تشخیص خطا می تواند

هنگامی که بخاری عملکرد نادرست دارد، مانند المنت گرمایشی آسیب دیده، پمپ آب الکتریکی غیرکارکرده،-یا خرابی ماژول ارتباطی CAN، سیستم کنترل می تواند اطلاعات خطا را روی صفحه نمایش نمایش دهد تا به کاربر هشدار دهد و ولتاژ بالا را به بخاری قطع کند و گرمایش را متوقف کند.

5) کنترل حفاظت گروه عناصر گرمایشی

هنگامی که یکی از المنت‌های گرمایشی از کار می‌افتد، آن المنت قطع می‌شود، در حالی که سایر المنت‌های گرمایشی به طور عادی به کار خود ادامه می‌دهند و از توقف کل بخاری و بهبود کارایی جلوگیری می‌کنند.