فناوری های کلیدی برای سیستم های کنترل هوشمند تهویه مطبوع خودروهای انرژی جدید
فناوری تهویه مطبوع پمپ حرارتی
فناوری تهویه مطبوع پمپ حرارتی یک فناوری کلیدی است که به طور گسترده در سیستم کنترل هوشمند تهویه مطبوع خودروهای انرژی جدید استفاده می شود و همچنین فناوری اصلی برای دستیابی به عملکردهای سرمایش و گرمایش است. هنگام سرمایش و گرمایش تهویه مطبوع پمپ حرارتی، شیرهای برقی تبرید، شیرهای انبساط الکترونیکی تبرید و شیرهای برقی الکترونیکی دریچههای انبساط الکترونیکی گرمایشی و غیره در حالتهای مختلف قرار میگیرند، در نتیجه کمپرسور را به انجام اعمال مختلف هدایت میکند و در نهایت به هدف خنکسازی دست مییابد. یا گرمایش فناوری تهویه مطبوع پمپ حرارتی خود دارای مزایای راندمان بالا و صرفه جویی در مصرف انرژی است و همچنین می تواند با مصرف مقدار کمی از چرخه معکوس کار گرمایش انجام دهد. برای وسایل نقلیه انرژی جدید با ظرفیت باتری محدود بسیار مناسب است.
(1) اصل تبرید. شیر برقی تبرید و شیر انبساط الکترونیکی تبرید در حالت کار بوده و از طریق مدار به کندانسور خودرو، کمپرسور، اواپراتور خودرو، کندانسور خارج از خودرو و غیره متصل خواهد شد. در این زمان، کمپرسور تهویه مطبوع با هم ارتباط برقرار می کند و با استفاده از برق فشار قوی، مبرد با دمای بالا و فشار بالا تولید می شود که پس از عبور از شیر برقی تبرید به کندانسور خارج از خودرو منتقل می شود و تبادل حرارتی کامل می شود. با هوای بیرون وسیله نقلیه پس از آن، مایع با فشار بالا و دمای متوسط تولید می شود و از طریق شیر انبساط الکترونیکی تبرید به کندانسور منتقل می شود. در اواپراتور خودرو، پس از جذب گرما در خودرو، مایع به گاز کم فشار و دمای پایین تبدیل می شود و برای تکمیل چرخه به کمپرسور تهویه مطبوع می رود.
(2) اصل گرمایش. کمپرسور کار می کند و مبرد با دمای بالا و فشار بالا را تخلیه می کند. پس از عبور از کندانسور در خودرو، با تبادل گرما با هوای داخل خودرو، گرما را آزاد کرده و به مایع پرفشار و دمای متوسط تبدیل می شود. سپس از طریق دریچه انبساط الکترونیکی گرمایشی وارد بیرون خودرو می شود. کندانسور گرما را با هوای بیرون خودرو مبادله می کند و آن را به گاز کم فشار و دمای پایین تبدیل می کند. در نهایت، گاز از طریق شیر برقی گرمایش به کمپرسور باز می گردد تا چرخه کامل شود.
(3) ترکیب سیستم تهویه مطبوع پمپ حرارتی. استفاده از فناوری تهویه مطبوع پمپ حرارتی در وسایل نقلیه انرژی جدید اغلب سیستم های تهویه مطبوع پمپ حرارتی مربوطه را تشکیل می دهد. مارک ها و مدل های مختلف وسایل نقلیه انرژی جدید اغلب تفاوت های خاصی در ترکیب سیستم های تهویه مطبوع پمپ حرارتی دارند، اما هسته اصلی آنها همیشه حول محور تحقق فناوری های مربوطه می چرخد. به عنوان مثال، سیستم تهویه مطبوع پمپ حرارتی BYD Dolphin نسبتاً پیچیده است، از جمله یک سیستم کنترل موتور، یک صفحه خنک کننده و گرمایش مستقیم، یک ماژول یکپارچه مدیریت حرارتی، یک کندانسور و اواپراتور داخل خودرو و یک سیستم تراکم بیرونی. ماژول یکپارچه مدیریت حرارتی عمدتاً شامل شیر برقی گرمایش باتری، دریچه برقی تبادل حرارت هوا، شیر برقی گرمایش تهویه مطبوع، شیر برقی تبرید تهویه مطبوع، شیر برقی تبادل حرارت منبع آب، شیر انبساط برقی تبرید، شیر انبساط الکترونیکی گرمایش، شیر انبساط الکترونیکی باتری و اتصال لوله مبرد. سیستم تهویه مطبوع پمپ حرارتی علاوه بر اساسیترین عملکردهای سرمایش و گرمایش داخل خودرو، میتواند به عملکردهایی مانند خنککردن مستقیم باتری برق، گرم کردن مستقیم باتری برق، استفاده از گرمای اتلاف موتور محرک، و استفاده از گرمای اتلاف کنترل کننده موتور، عمر باتری خودرو را در محیط های با دمای پایین بسیار بهبود بخشیده و به طور موثر مصرف انرژی سیستم تهویه مطبوع را کاهش داده است.
(4) تحقق عملکرد سیستم تهویه مطبوع پمپ حرارتی. سیستم تهویه مطبوع پمپ حرارتی خودرو انرژی جدید دارای عملکردهای غنی است و تحقق عملکردهای مختلف به فناوری مربوطه به عنوان پشتیبانی نیاز دارد. با در نظر گرفتن BYD Dolphin به عنوان مثال، سیستم تهویه مطبوع پمپ حرارتی آن عمدتاً می تواند تهویه مطبوع، گرمایش و برق را درک کند. عملکردهای گرمایش باتری، گرمایش تهویه مطبوع و گرمایش باتری برق، خنک کننده تهویه مطبوع، خنک کننده باتری برق، خنک کننده تهویه مطبوع و خنک کننده باتری برق را به طور همزمان دارد. هنگامی که تهویه مطبوع و گرمایش انجام می شود، کمپرسور تهویه مطبوع، شیر انبساط الکترونیکی گرمایش، و شیر برقی تبادل حرارت منبع آب، شیر برقی گرمایش تهویه مطبوع و غیره همگی کار خواهند کرد. مبرد با دمای بالا و فشار بالا گرما را از طریق کندانسور در ماشین برای تامین گرمایش آزاد می کند و مبدل حرارتی صفحه می تواند گرمای اتلاف موتور محرک، کنترل کننده موتور و غیره را جذب کند. کم، سیستم همچنین به طور هوشمند بخاری PTC را برای گرمایش کمکی روشن می کند. برای گرم کردن باتری برق، عمدتاً به تهویه مطبوع پمپ حرارتی متکی است تا به طور مستقیم باتری برق، شیر برقی گرمایش باتری، دریچه انبساط الکترونیکی باتری، شیر برقی تبادل حرارت منبع آب، شیر برقی گرمایش تهویه مطبوع و غیره را گرم کند. در شرایط کاری هنگامی که گرمایش تهویه مطبوع و گرمایش باتری برق به طور همزمان انجام می شود، شیر انبساط الکترونیکی گرمایش و شیر انبساط الکترونیکی باتری به طور همزمان باز می شوند. همانطور که برای خنک کننده تهویه مطبوع و خنک کننده باتری برق، آن را به تحقق گرمایش تهویه مطبوع و گرمایش باتری برق مربوط می شود. اشکال مشابه هستند، با این تفاوت که شیر برقی کار، شیر انبساط و مسیر جریان مایع خنک کننده متفاوت است.
تکنولوژی کنترل کمپرسور الکتریکی
کمپرسور تهویه مطبوع به عنوان جزء تامین کننده مبرد، نقش مهمی در کل سیستم تهویه مطبوع خودرو انرژی جدید ایفا می کند. در مورد کنترل هوشمند سیستم تهویه مطبوع، استفاده از فناوری کنترل کمپرسور الکتریکی طبیعتاً اولویت اصلی است. انرژی پاک در مقایسه با خودروهای سنتی، کمپرسورهای تهویه مطبوع خودرو دستخوش تغییرات قابل توجهی شده اند. مهمترین نکته این است که چرخ محرک جلو حذف شده است و یک موتور محرک و یک ماژول کنترل جداگانه برای دستیابی به اتوماسیون و کنترل هوشمند اضافه شده است. کمپرسور تهویه مطبوع خودرو انرژی جدید شامل اتصالات، پوشش جعبه الکتریکی، کنترلر، بلوک های ترمینال، محفظه، استاتور، روتور، موتور محرک، وزن تعادل، صندلی یاتاقان اصلی، حلقه متقاطع لغزش، اسکرول متحرک، اسکرول ثابت و مهر و موم است. از پدها، روکش های بالایی و غیره تشکیل شده است و ساختار نسبتاً پیچیده ای دارد.
(1) سیستم سخت افزاری برای تحقق کنترل هوشمند کمپرسور، لازم است یک سیستم نرم افزاری و سخت افزاری مربوطه ساخته شود تا به طور هوشمند عملکرد کمپرسور را مطابق با وضعیت واقعی هدایت و کنترل کند. سخت افزار سیستم کنترل کمپرسور برقی شامل تراشه کنترل، منبع تغذیه محرکه و مدارها، سیگنال ها، رابط های ارتباطی و غیره می باشد. بر اساس عواملی مانند مدل کمپرسور و استانداردها و الزامات انتقال داده، کافیست تراشه کنترل مناسب را انتخاب کنید. در حال حاضر، تراشه های DSP بیشتر در وسایل نقلیه انرژی جدید استفاده می شوند. انتخاب منبع تغذیه محرک معمولاً اولویت را به موتور DC مغناطیسی دائمی می دهد و بهتر است یک ساختار دو لایه برای جلوگیری از مشکلات مختلف ناشی از قطع برق راه اندازی شود. طراحی مدار باید اطمینان حاصل کند که ولتاژ پایدار است و سیگنال جریان می تواند تبدیل شود. طراحی سیگنال باید محدوده و حساسیت را با توجه به پارامترهای خود کمپرسور انتخاب کند. تمام سنسورهای مناسب در مورد طراحی رابط ارتباطی، باید مطابق با استانداردهای داده و الزامات وسایل نقلیه جدید انرژی طراحی شود.
(2) طراحی نرم افزار. در حین بهره برداری از سیستم تهویه مطبوع خودرو انرژی جدید، نرم افزار سیستم کنترل کمپرسور الکتریکی باید بتواند نیازهای کاری کمپرسور را برآورده کند. برای دستیابی به این امر، لازم است که فناوری کنترل تبدیل فرکانس برداری، الگوریتم کنترل PID و غیره را شامل شود. فناوریهای داخل اعمال میشوند. در میان آنها، استفاده از فناوری کنترل تبدیل فرکانس برداری می تواند فرکانس کاری کمپرسور را از طریق کنترل کننده تبدیل فرکانس تغییر دهد، در نتیجه سرعت چرخش، دستیابی به تبرید سریع و دستیابی به هدف صرفه جویی در انرژی و بهبود بهره وری را تغییر می دهد. استفاده از الگوریتم کنترل PID می تواند فشرده سازی را کنترل کند و می تواند تغییرات سیگنال ورودی کمپرسور را تجزیه و تحلیل و پیش بینی کند و سیگنال های اصلاحی را از قبل معرفی کند و در نتیجه سرعت بازخورد کنترل کمپرسور را افزایش داده و دقت کنترل را بهبود بخشد.
