سه مرحله وسیله نقلیه انرژی نو
توسعه سیستم مدیریت حرارتی
مرحله 1
اولین-سیستم مدیریت حرارتی نسل اول: باتری با هوای خنک یا مایع-خنک میشود، گرمایش PTC و خنککننده مایع با کنترل الکترونیکی موتور، همه بهطور مستقل عمل میکنند.
در مراحل اولیه توسعه خودروهای انرژی جدید، تمرکز در درجه اول بر روی جایگزینی موتور خودروهای بنزینی با باتری و موتور بود. در طول رانندگی معمولی، سیستم باتری گرما تولید می کند و دمای کارآمد آن 15-35 درجه است. خنک کننده هوا به دلیل ساختار ساده، هزینه کم و سهولت تعمیر و نگهداری به طور گسترده در وسایل نقلیه انرژی جدید اولیه مورد استفاده قرار گرفت.
با افزایش قدرت موتور و شارژ، خنک کننده هوا دیگر نمی توانست نیازهای مدیریت حرارتی باتری را برآورده کند و منجر به ارتقای تدریجی خنک کننده مایع شد. در زمستان به دلیل دمای کمتر محیط، از گرمایش PTC برای گرم کردن مایع خنک کننده استفاده می شد که سپس گرما را به سیستم باتری منتقل می کرد. خنککاری در محفظه سرنشینان با استفاده از سیستم-خودروی بنزینی ادامه یافت: کمپرسورهای تهویه مطبوع مکانیکی به کمپرسورهای برقی ارتقا یافتند. گرمایش معمولاً با استفاده از گرمایش PTC انجام می شود. مزایای کلی این راه حل، سادگی، هزینه کم و پیچیدگی ساختاری کم بود. معایب مصرف انرژی بالا و برد کوتاه رانندگی در زمستان بود.
مرحله 2
سیستم مدیریت حرارتی نسل دوم: خنک کننده مایع باتری، گرمایش PTC و خنک کننده مایع کنترل موتور/الکترونیک. این سیستم از گرمای هدر رفته از سیستم کنترل موتور/الکترونیک برای گرم کردن سیستم باتری استفاده می کند و به بازیافت حرارتی دست می یابد.
این سیستم بر اساس نسل اول، مدارهای کنترل موتور/الکترونیک و مدیریت حرارتی باتری را به صورت سری و موازی به هم متصل می کند و از گرمای اتلاف سیستم کنترل موتور/الکترونیک برای گرم کردن سیستم باتری به طور کامل استفاده می کند. این امر استفاده از PTC را در زمستان کاهش می دهد، راندمان مدیریت حرارتی کلی وسایل نقلیه الکتریکی را بهبود می بخشد و برد رانندگی آنها را افزایش می دهد.
به عنوان مثال، XPeng P7 از یک سوپاپ چهار طرفه- برای اتصال مدار خنک کننده کنترل موتور/الکترونیک و مدار خنک کننده مجموعه بسته باتری استفاده می کند. هنگامی که بسته باتری نیازی به گرمایش نداشته باشد، گرمای مدار کنترل موتور/الکترونیکی از طریق مجموعه رادیاتور موتور ماژول جلویی- پخش می شود. در صورت نیاز به گرمایش، مایع خنککننده گرما را از سیستم کنترل موتور/الکترونیک میبرد و در مدار خنککننده بسته باتری جریان مییابد. اگر گرما کافی نباشد، PTC گرمایش کمکی را برای صرفه جویی در انرژی فراهم می کند.
سیستم مدیریت حرارتی نسل دوم هنوز از PTC برای رفع نیازهای گرمایشی کابین و باتری استفاده میکند. گرمایش کابین عموماً با استفاده از بخاری PTC با فن انجام میشود.
اینبخاری PTCهوای اطراف را گرم می کند و سپس سیستم دمنده هوا را به داخل کابین می دمد تا به عملکرد گرمایش دست یابد. از طرف دیگر، میتوان از یک بخاری PTC مبتنی بر آب- برای گرم کردن مایع خنککننده استفاده کرد، که سپس از طریق هسته بخاری جریان مییابد تا گرمایش کابین را فراهم کند. نیازهای گرمایشی سیستم باتری در درجه اول با استفاده از یک بخاری PTC مبتنی بر آب- برای گرم کردن مایع خنک کننده و در نتیجه بسته باتری برآورده می شود.
با این حال، بخاریهای PTC معمولاً دارای توان خروجی 1-6 کیلووات هستند که 4-6 کیلووات ساعت انرژی اضافی در هر 100 کیلومتر اضافه میکند. به عنوان مثال، با شارژ کامل 4-5 ساعت، گرمایش PTC می تواند برد یک وسیله نقلیه جدید انرژی را 100-150 کیلومتر کاهش دهد، به همین دلیل است که در زمستان زمانی که بخاری روشن است، برد کاهش می یابد.
مرحله 3
سیستم مدیریت حرارتی نسل سوم: این مرحله یک سیستم پمپ حرارتی را اضافه می کند و در نتیجه یک سیستم کلی کارآمدتر و پیچیده تر ایجاد می کند.سیستم مدیریت حرارتی. سیستمهای مبتنی بر مبرد و آب{1} ادغام شدهاند که نشاندهنده گرایشی به سوی یکپارچگی بیشتر است که نمونهای از تسلا مدل Y است.
در سمت مبرد، یک کندانسور داخلی و یک شیر سه طرفه مبرد برای برآورده کردن الزامات گرمایش پمپ حرارتی اضافه میشوند و جایگزین بخاری اصلی PTC با فشار بالا-میشوند. دو بخاری PTC فشار کم{3} در درجه اول عملکردهای یخ زدایی، مه زدایی و گرمایش کمکی را ارائه می دهند. به طور کلی، جایگزینی سیستم موجود با یک پمپ حرارتی باعث صرفه جویی 2 تا 3 کیلووات ساعت برق در هر 100 کیلومتر می شود و به بهبود کلی برد 10٪ - 15٪ می رسد.
