2014 წლიდან, ელექტრო მანქანების ინდუსტრია თანდათანობით ცხელოდა. მათ შორის, ელექტრული სატრანსპორტო საშუალებების ავტომობილების თერმული მართვა თანდათანობით ცხელდება. იმის გამო, რომ ელექტრო მანქანების სპექტრი დამოკიდებულია არა მხოლოდ ბატარეის ენერგიის სიმკვრივეზე, არამედ ავტომობილის თერმული მართვის სისტემის ტექნოლოგიაზე. ბატარეის თერმული მართვის სისტემაც აქვსექსპერიმენტინულიდან ნულიდან, უგულებელყოფიდან ყურადღების მიღმა.
დღეს, მოდით ვისაუბროთელექტრო მანქანების თერმული მართვა, რას მართავენ ისინი?
მსგავსება და განსხვავებები ელექტრო სატრანსპორტო თერმული მენეჯმენტსა და ტრადიციულ ავტომობილების თერმული მენეჯმენტს შორის
ეს წერტილი პირველ რიგში დგება, რადგან მას შემდეგ, რაც საავტომობილო ინდუსტრიამ შეიტანა ენერგეტიკის ახალ ეპოქაში, დიდად შეიცვალა თერმული მენეჯმენტის მასშტაბები, განხორციელების მეთოდები და კომპონენტები.
აქ არ არის მეტი სათქმელი ტრადიციული საწვავის სატრანსპორტო საშუალებების თერმული მენეჯმენტის არქიტექტურის შესახებ, და პროფესიონალი მკითხველები ძალიან ნათელია, რომ ტრადიციული თერმული მენეჯმენტი ძირითადად მოიცავსკონდიციონერი თერმული მართვის სისტემა და ელექტროენერგიის თერმული მართვის ქვესისტემა.
ელექტრო სატრანსპორტო საშუალებების თერმული მართვის არქიტექტურა ემყარება საწვავის სატრანსპორტო საშუალებების თერმული მართვის არქიტექტურას და ამატებს ელექტროძრავის ელექტრონული თერმული მართვის სისტემასა და ბატარეის თერმული მართვის სისტემას, საწვავის მანქანებისგან განსხვავებით, ელექტრო სატრანსპორტო საშუალებები უფრო მგრძნობიარეა ტემპერატურის ცვლილებებზე, ტემპერატურა მთავარია. მისი უსაფრთხოების, შესრულების და ცხოვრების დასადგენად ფაქტორი, თერმული მენეჯმენტი აუცილებელი საშუალებაა შესაბამისი ტემპერატურის დიაპაზონის და ერთგვაროვნების შესანარჩუნებლად. ამრიგად, ბატარეის თერმული მართვის სისტემა განსაკუთრებით კრიტიკულია, ხოლო ბატარეის თერმული მართვა (სითბოს დაშლა/სითბოს გამტარობა/სითბოს იზოლაცია) პირდაპირ კავშირშია ბატარეის უსაფრთხოებასთან და ენერგიის თანმიმდევრულობასთან გრძელვადიანი გამოყენების შემდეგ.
ასე რომ, დეტალების თვალსაზრისით, ძირითადად, არსებობს შემდეგი განსხვავებები.
კონდიციონერის სხვადასხვა სითბოს წყაროები
ტრადიციული საწვავის სატვირთო საჰაერო კონდიცირების სისტემა ძირითადად შედგება კომპრესორის, კონდენსატორის, გაფართოების სარქვლის, აორთქლების, მილსადენის და სხვაგანკომპონენტები.
გაგრილებისას, მაცივარი (მაცივარი) ხდება კომპრესორის მიერ, ხოლო მანქანაში სითბო ამოღებულია ტემპერატურის შესამცირებლად, რაც სამაცივრო პრინციპია. იმიტომ რომკომპრესორის მუშაობა ძრავის მიერ საჭიროა მართული, სამაცივრო პროცესი გაზრდის ძრავის ტვირთს და ეს არის მიზეზი იმისა, რომ ჩვენ ვამბობთ, რომ ზაფხულის კონდიციონერი უფრო მეტი ზეთი ღირს.
დღეისათვის, საწვავის სატრანსპორტო საშუალების თითქმის ყველა გათბობა არის ძრავის გამაგრილებლის გამაგრილებლისგან სითბოს გამოყენება - ძრავის მიერ წარმოქმნილი ნარჩენების დიდი სითბო შეიძლება გამოყენებულ იქნას კონდიციონერის გასათბობად. გამაგრილებელი მიედინება სითბოს exchanger (ასევე ცნობილია როგორც წყლის ავზი) თბილ საჰაერო სისტემაში, ხოლო გამაძლიერებლის მიერ ტრანსპორტირებული ჰაერი სითბოს გაცვლილია ძრავის გამაგრილებლის საშუალებით, ხოლო ჰაერი თბება და შემდეგ იგზავნება მანქანაში.
ამასთან, ცივ გარემოში, ძრავას დიდი დრო სჭირდება გაშვება, რომ წყლის ტემპერატურა სწორ ტემპერატურაზე აამაღლოს, ხოლო მომხმარებელს უნდა გაუძლოს სიცივეში დიდი ხნის განმავლობაში მანქანაში.
ახალი ენერგეტიკული მანქანების გათბობა ძირითადად ეყრდნობა ელექტრო გამათბობლებს, ელექტრო გამათბობლებს აქვთ ქარის გამათბობლები და წყლის გამათბობლები. ჰაერის გამათბობელის პრინციპი მსგავსია თმის საშრობი, რომელიც პირდაპირ ათბობს მოცირკულირე ჰაერს გათბობის ფურცლის მეშვეობით, რითაც უზრუნველყოფს ცხელი ჰაერი მანქანას. ქარის გამათბობლის უპირატესობა ის არის, რომ გათბობის დრო სწრაფია, ენერგოეფექტურობის კოეფიციენტი ოდნავ უფრო მაღალია, ხოლო გათბობის ტემპერატურა მაღალია. მინუსი ის არის, რომ გათბობის ქარი განსაკუთრებით მშრალია, რაც ადამიანის სხეულზე სიმშრალის შეგრძნებას იწვევს. წყლის გამათბობელის პრინციპი მსგავსია ელექტრული წყლის გამათბობლის მსგავსი, რომელიც გამაგრილებელს ათბობს გათბობის ფურცლის მეშვეობით, ხოლო მაღალი ტემპერატურის გამაგრილებელი მიედინება თბილი ჰაერის ბირთვში და შემდეგ ათბობს მოცირკულირე ჰაერს ინტერიერის გათბობის მისაღწევად. წყლის გამაცხელებლის გათბობის დრო ოდნავ გრძელია, ვიდრე ჰაერის გამათბობელი, მაგრამ ის ასევე ბევრად უფრო სწრაფია, ვიდრე საწვავის მანქანა, ხოლო წყლის მილს აქვს სითბოს დაკარგვა დაბალი ტემპერატურის გარემოში, ხოლო ენერგოეფექტურობა ოდნავ დაბალია . Xiaopeng G3 იყენებს ზემოთ ნახსენები წყლის გამაცხელებელს.
იქნება ეს ქარის გათბობა ან წყლის გათბობა, ელექტრო სატრანსპორტო საშუალებებისთვის, ელექტროენერგიის უზრუნველყოფა საჭიროა ელექტროენერგიის უზრუნველსაყოფად, ხოლო ელექტროენერგიის უმეტესობა მოიხმარსკონდიციონერი გათბობა დაბალ ტემპერატურულ გარემოში. ეს იწვევს ელექტრო სატრანსპორტო საშუალებების მამოძრავებელ დიაპაზონს დაბალ ტემპერატურულ გარემოში.
შედარებითედ დაბალ ტემპერატურულ გარემოში საწვავის სატრანსპორტო საშუალებების ნელი გათბობის სიჩქარის პრობლემა, ელექტრო სატრანსპორტო საშუალებებისთვის ელექტრული გათბობის გამოყენებამ შეიძლება მნიშვნელოვნად შეამციროს გათბობის დრო.
ელექტროენერგიის ბატარეების თერმული მართვა
საწვავის სატრანსპორტო საშუალებების ძრავის თერმული მენეჯმენტთან შედარებით, ელექტრო სატრანსპორტო სისტემის თერმული მართვის მოთხოვნები უფრო მკაცრია.
იმის გამო, რომ ბატარეის საუკეთესო სამუშაო ტემპერატურის დიაპაზონი ძალიან მცირეა, ბატარეის ტემპერატურა ზოგადად საჭიროა 15 -დან 40 წლამდე° C. თუმცა, გარემოს ტემპერატურა, რომელსაც ჩვეულებრივ იყენებენ მანქანები° C და ფაქტობრივი მომხმარებლების მართვის პირობები რთულია. თერმული მენეჯმენტის კონტროლი საჭიროა ეფექტურად იდენტიფიცირდეს და განსაზღვროს სატრანსპორტო საშუალებების მართვის პირობები და ბატარეების მდგომარეობა, განახორციელოს ტემპერატურის ოპტიმალური კონტროლი და შეეცადოს მიაღწიოს ბალანსს ენერგიის მოხმარებას, ავტომობილების მუშაობას, ბატარეის მუშაობასა და კომფორტს.
დიაპაზონის შფოთვის შემსუბუქების მიზნით, ელექტრო სატრანსპორტო ბატარეის სიმძლავრე იზრდება და უფრო დიდი ხდება, ხოლო ენერგიის სიმკვრივე იზრდება უფრო და უფრო მაღალი; ამავდროულად, აუცილებელია მომხმარებლებისთვის ძალიან დიდი ხნის დატენვის ლოდინის დროის წინააღმდეგობის გადასაჭრელად, და სწრაფი დატენვა და სუპერ სწრაფი დატენვა შეიქმნა.
თერმული მენეჯმენტის თვალსაზრისით, სწრაფი მიმდინარე სწრაფი დატენვა მოაქვს სითბოს უფრო მეტ წარმოქმნას და ბატარეის უფრო მეტ ენერგიას. მას შემდეგ, რაც ბატარეის ტემპერატურა დატენვის დროს ძალიან მაღალია, ამან შეიძლება არა მხოლოდ გამოიწვიოს უსაფრთხოების რისკები, არამედ გამოიწვიოს ისეთი პრობლემები, როგორიცაა ბატარეის ეფექტურობის შემცირება და ბატარეის დაჩქარება. დიზაინითერმული მართვის სისტემამძიმე ტესტია.
ელექტრო სატრანსპორტო თერმული მენეჯმენტი
ოკუპანტი სალონის კომფორტის კორექტირება
სატრანსპორტო საშუალების შიდა თერმული გარემო პირდაპირ გავლენას ახდენს ოკუპანტის კომფორტზე. ადამიანის სხეულის სენსორულ მოდელთან ერთად, კაბინაში ნაკადის და სითბოს გადაცემის შესწავლა მნიშვნელოვანი საშუალებაა ავტომობილის კომფორტის გასაუმჯობესებლად და ავტომობილის მუშაობის გასაუმჯობესებლად. სხეულის სტრუქტურის დიზაინიდან, კონდიციონერის გასასვლელიდან, მზის სხივებით დაავადებული სატრანსპორტო შუშისგან და სხეულის მთელი დიზაინით, კონდიციონერის სისტემასთან ერთად, განიხილება გავლენა ოკუპანტ კომფორტზე.
სატრანსპორტო საშუალების მართვისას, მომხმარებლებმა არა მხოლოდ განიცადონ ავტომობილის ძლიერი ენერგიის გამომუშავების შედეგად მიღებული მართვის შეგრძნება, არამედ სალონის გარემოს კომფორტიც მნიშვნელოვანი ნაწილია.
ელექტროენერგიის ბატარეის ოპერაციული ტემპერატურის კორექტირების კონტროლი
პროცესის გამოყენებისას ბატარეა უამრავ პრობლემას წააწყდება, განსაკუთრებით ბატარეის ტემპერატურაზე, ლითიუმის ბატარეა უკიდურესად დაბალ ტემპერატურა შემთხვევები, სავარაუდოდ, ზიანს აყენებს ბატარეას, რითაც შეამცირებს ბატარეის მუშაობას და სიცოცხლეს.
თერმული მენეჯმენტის მთავარი მიზანია, რომ ბატარეის პაკეტი ყოველთვის იმუშაოს შესაბამის ტემპერატურულ დიაპაზონში, ბატარეის პაკეტის საუკეთესო სამუშაო პირობის შესანარჩუნებლად. ბატარეის თერმული მართვის სისტემა ძირითადად მოიცავს სამ ფუნქციას: სითბოს დაშლა, წინასწარ გათბობა და ტემპერატურის გათანაბრება. სითბოს გაფრქვევა და წინასწარ გათბობა ძირითადად რეგულირდება ბატარეაზე გარე გარემოს ტემპერატურის შესაძლო ზემოქმედებისთვის. ტემპერატურის გათანაბრება გამოიყენება ბატარეის პაკეტში ტემპერატურის განსხვავების შესამცირებლად და ბატარეის გარკვეული ნაწილის გადახურებით გამოწვეული სწრაფი გაფუჭების თავიდან ასაცილებლად.
ბატარეის თერმული მართვის სისტემები, რომლებიც გამოიყენება ახლა ბაზარზე არსებულ ელექტრო სატრანსპორტო საშუალებებში, ძირითადად იყოფა ორ კატეგორიად: საჰაერო გაცივებული და თხევადი გაცივებული.
პრინციპისაჰაერო გაცივებული თერმული მართვის სისტემა უფრო ჰგავს კომპიუტერის სითბოს დაშლის პრინციპს, გამაგრილებელი გულშემატკივარი დამონტაჟებულია ბატარეის პაკეტის ერთ მონაკვეთში, ხოლო მეორე ბოლოს აქვს გამწოვი, რომელიც აჩქარებს ბატარეებს შორის ჰაერის ნაკადს გულშემატკივართა მუშაობით, ასე რომ ბატარეის მიერ გამოსხივებული სითბოს მოსაშორებლად, როდესაც ის მუშაობს.
უხეშად რომ ვთქვათ, ჰაერის გაგრილება არის ბატარეის პაკეტის მხარეს გულშემატკივართა დამატება და ბატარეის პაკეტის გაცივება გულშემატკივართა ააფეთქებით, მაგრამ გულშემატკივართა მიერ აფეთქებული ქარი დაზარალდება გარე ფაქტორებით და ჰაერის გაგრილების ეფექტურობაზე შემცირდება, როდესაც გარე ტემპერატურა უფრო მაღალია. ისევე, როგორც გულშემატკივართა აფეთქება არ გაცივდება ცხელ დღეს. ჰაერის გაგრილების უპირატესობა არის მარტივი სტრუქტურა და დაბალი ღირებულება.
თხევადი გაგრილება ართმევს ბატარეის მიერ წარმოქმნილ სითბოს გამაგრილებლის მეშვეობით გამაგრილებლის მილსადენის საშუალებით, ბატარეის პაკეტის შიგნით, რათა მიაღწიოს ბატარეის ტემპერატურის შემცირების ეფექტს. ფაქტობრივი გამოყენების ეფექტიდან, თხევადი საშუალო აქვს მაღალი სითბოს გადაცემის კოეფიციენტი, დიდი სითბოს სიმძლავრე და გაგრილების უფრო სწრაფი სიჩქარე, ხოლო Xiaopeng G3 იყენებს თხევადი გაგრილების სისტემას უფრო მაღალი გაგრილების ეფექტურობით.
მარტივი თვალსაზრისით, თხევადი გაგრილების პრინციპია ბატარეის პაკეტში წყლის მილის მოწყობა. როდესაც ბატარეის პაკეტის ტემპერატურა ძალიან მაღალია, ცივი წყალი წყლის მილში იღვრება, ხოლო სიცხე ცივი წყლით წაართმევს. თუ ბატარეის პაკეტის ტემპერატურა ძალიან დაბალია, საჭიროა გაცხელდეს.
როდესაც მანქანა ენერგიულად ან დატვირთულია სწრაფად, დიდი რაოდენობით სითბო წარმოიქმნება ბატარეის დატენვისა და განთავისუფლების დროს. როდესაც ბატარეის ტემპერატურა ძალიან მაღალია, ჩართეთ კომპრესორი, ხოლო დაბალი ტემპერატურის მაცივარი მიედინება გამაგრილებლის მეშვეობით, ბატარეის სითბოს exchanger- ის გამაგრილებელ მილში. დაბალი ტემპერატურის გამაგრილებელი მიედინება ბატარეის პაკეტში, რომ სითბო წაართვას, ისე რომ ბატარეას შეუძლია შეინარჩუნოს საუკეთესო ტემპერატურის დიაპაზონი, რაც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს ბატარეის უსაფრთხოებას და საიმედოობას მანქანის გამოყენების დროს და ამცირებს დატენვის დროს.
უკიდურესად ცივ ზამთარში, დაბალი ტემპერატურის გამო, ლითიუმის ბატარეების მოქმედება მცირდება, ბატარეის მუშაობა მნიშვნელოვნად მცირდება, ხოლო ბატარეა არ შეიძლება იყოს მაღალი ენერგიის გამონადენი ან სწრაფი დატენვა. ამ დროს, ჩართეთ წყლის გამაცხელებელი, რომ გაათბოთ გამაგრილებლის ბატარეის წრეში, ხოლო მაღალი ტემპერატურის გამაგრილებელმა გაათბეთ ბატარეა. ეს უზრუნველყოფს, რომ მანქანას ასევე ჰქონდეს სწრაფი დატენვის უნარი და გრძელი მართვის დიაპაზონი დაბალი ტემპერატურის გარემოში.
ელექტრო წამყვანი ელექტრონული კონტროლი და მაღალი ენერგიის ელექტრული ნაწილები გაგრილების სითბოს დაშლა
ახალმა ენერგეტიკულმა მანქანებმა მიაღწიეს ელექტრიფიკაციის ყოვლისმომცველ ფუნქციებს და საწვავის ენერგიის სისტემა შეიცვალა ელექტროენერგიის სისტემაში. ელექტროენერგიის ბატარეა გამოაქვს370V DC ძაბვა ავტომობილისთვის ენერგიის, გაგრილებისა და გათბობის უზრუნველსაყოფად და მანქანაში სხვადასხვა ელექტრული კომპონენტის მიწოდება. ავტომობილის მართვის დროს, მაღალი სიმძლავრის ელექტრული კომპონენტები (მაგალითად, ძრავა, DCDC, საავტომობილო კონტროლერები და ა.შ.) წარმოქმნიან უამრავ სითბოს. ელექტროენერგიის მაღალმა ტემპერატურამ შეიძლება გამოიწვიოს ავტომობილების უკმარისობა, ენერგიის შეზღუდვა და უსაფრთხოების საფრთხეებიც კი. სატრანსპორტო თერმული მენეჯმენტს დროულად უნდა განაწილდეს წარმოქმნილი სითბო, რათა უზრუნველყოს ავტომობილის მაღალი სიმძლავრის ელექტრული კომპონენტები უსაფრთხო სამუშაო ტემპერატურის დიაპაზონში.
G3 Electric Drive ელექტრონული კონტროლის სისტემა იღებს თხევადი გაგრილების სითბოს დაშლას თერმული მენეჯმენტისთვის. გამაგრილებლის ელექტრონული ტუმბოს წამყვანი სისტემის მილსადენი მიედინება საავტომობილო და სხვა გათბობის მოწყობილობებში, რომ გადაიტანოს ელექტრული ნაწილების სითბო, შემდეგ კი რადიატორის საშუალებით მიედინება სატრანსპორტო საშუალების წინა ჭაობში, ხოლო ელექტრონული გულშემატკივარი ჩართულია გაცივდით მაღალი ტემპერატურის გამაგრილებლის.
ზოგიერთი მოსაზრება თერმული მართვის ინდუსტრიის სამომავლო განვითარების შესახებ
ენერგიის დაბალი მოხმარება:
კონდიციონერით გამოწვეული დიდი ენერგიის მოხმარების შესამცირებლად, სითბოს ტუმბოს კონდიციონერმა თანდათანობით დიდი ყურადღება მიიპყრო. მიუხედავად იმისა, რომ ზოგადი სითბოს ტუმბოს სისტემას (R134A- ს გამოყენებით, როგორც მაცივარი) აქვს გარკვეული შეზღუდვები გარემოში, მაგალითად, ძალიან დაბალი ტემპერატურა (ქვემოთ -10 ქვემოთ° გ) ვერ იმუშავებს, მაღალ ტემპერატურულ გარემოში მაცივარი არ განსხვავდება ჩვეულებრივი ელექტრო სატრანსპორტო საშუალებისგან. ამასთან, ჩინეთის უმეტეს ნაწილში, გაზაფხულისა და შემოდგომის სეზონმა (ატმოსფერულმა ტემპერატურამ) შეიძლება ეფექტურად შეამციროს კონდიციონერის ენერგიის მოხმარება, ხოლო ენერგოეფექტურობის კოეფიციენტი 2 -დან 3 -ჯერ მეტია ელექტრო გამათბობლებისგან.
დაბალი ხმაური:
მას შემდეგ, რაც ელექტრო მანქანას არ აქვს ძრავის ხმაურის წყარო, მოქმედებით წარმოქმნილი ხმაურიკომპრესორიდა წინა დონის ელექტრონული გულშემატკივარი, როდესაც კონდიციონერი ჩართულია სამაცივრეებისთვის, მარტივია მომხმარებლების პრეტენზია. ეფექტური და მშვიდი ელექტრონული გულშემატკივართა პროდუქტები და დიდი გადაადგილების კომპრესორები ხელს უწყობენ ოპერაციით გამოწვეული ხმაურის შემცირებას, გაგრილების შესაძლებლობების გაზრდის დროს
დაბალი ღირებულება:
თერმული მართვის სისტემის გაგრილებისა და გათბობის მეთოდები ძირითადად იყენებენ თხევადი გაგრილების სისტემას, ხოლო დაბალ ტემპერატურულ გარემოში ბატარეის გათბობისა და კონდიცირების გათბობის სითბოს მოთხოვნა ძალიან დიდია. ამჟამინდელი გამოსავალი არის ელექტრო გამათბობელის გაზრდა სითბოს წარმოების გასაზრდელად, რაც მოაქვს მაღალი ნაწილების ღირებულებას და ენერგიის მაღალ მოხმარებას. თუ ბატარეის ტექნოლოგიაში მიღწეულია ბატარეის მართვის მკაცრი ტემპერატურის მოთხოვნების გადასაჭრელად ან შემცირების მიზნით, ის დიდ ოპტიმიზაციას მოუტანს თერმული მართვის სისტემების დიზაინსა და ღირებულებას. ავტომობილის გაშვების დროს ძრავის მიერ წარმოქმნილი ნარჩენების სითბოს ეფექტური გამოყენება ასევე ხელს შეუწყობს თერმული მართვის სისტემის ენერგიის მოხმარების შემცირებას. უკან თარგმნილი არის ბატარეის სიმძლავრის შემცირება, მართვის დიაპაზონის გაუმჯობესება და ავტომობილების ღირებულების შემცირება.
ინტელექტუალური:
ელექტრიფიკაციის მაღალი ხარისხი არის ელექტრული სატრანსპორტო საშუალებების განვითარების ტენდენცია, ხოლო ტრადიციული კონდიციონერები მხოლოდ მაცივრითა და გათბობის ფუნქციებით შემოიფარგლება ინტელექტუალური განვითარების მიზნით. კონდიციონერი შეიძლება კიდევ უფრო გაუმჯობესდეს მონაცემთა დიდი მხარდაჭერისთვის, მომხმარებლის მანქანის ჩვევების საფუძველზე, მაგალითად, საოჯახო მანქანა, კონდიციონერის ტემპერატურა შეიძლება ინტელექტუალურად ადაპტირდეს სხვადასხვა ადამიანთან, როდესაც ისინი მანქანაში მოხვდებიან. ჩართეთ კონდიციონერი გასვლამდე ისე, რომ მანქანაში ტემპერატურა მიაღწევს კომფორტულ ტემპერატურას. ინტელექტუალური ელექტრო ჰაერის გასასვლელს შეუძლია ავტომატურად შეცვალოს საჰაერო გასასვლელი მიმართულება მანქანაში მყოფი ადამიანების რაოდენობის მიხედვით, სხეულის პოზიციისა და ზომით.
პოსტის დრო: ოქტომბერი -20-2023