1. Panoramica sulla gestione termica dell'abitacolo (climatizzazione automobilistica)
L'impianto di climatizzazione è fondamentale per la gestione termica dell'auto. Sia il guidatore che i passeggeri desiderano il massimo comfort. La funzione principale del climatizzatore per auto è quella di garantire un ambiente di guida confortevole regolando temperatura, umidità e velocità del flusso d'aria. Il principio di funzionamento dei climatizzatori per auto più diffusi si basa sul raffreddamento o sul riscaldamento dell'abitacolo attraverso i principi termofisici dell'assorbimento di calore per evaporazione e del rilascio di calore per condensazione. Quando la temperatura esterna è bassa, l'aria calda viene immessa nell'abitacolo per evitare che guidatore e passeggeri avvertano freddo; quando la temperatura esterna è alta, l'aria fredda viene immessa nell'abitacolo per rinfrescare l'ambiente. Pertanto, il climatizzatore per auto svolge un ruolo cruciale nel garantire una temperatura confortevole all'interno dell'abitacolo e il benessere degli occupanti.
1.1 Sistema di climatizzazione per veicoli a energia alternativa e principio di funzionamento
Poiché i dispositivi di azionamento dei veicoli a energia alternativa e dei veicoli a carburante tradizionali sono diversi, il compressore dell'aria condizionata dei veicoli a carburante è azionato dal motore, mentre quello dei veicoli a energia alternativa è azionato da un motore elettrico. Pertanto, nei veicoli a energia alternativa, il compressore dell'aria condizionata non può essere azionato dal motore, ma da un compressore elettrico per comprimere il refrigerante. Il principio di base dei veicoli a energia alternativa è lo stesso di quello dei veicoli a carburante tradizionali: si utilizza la condensazione per rilasciare calore e l'evaporazione per assorbire calore e raffreddare l'abitacolo. L'unica differenza è che il compressore viene sostituito da un compressore elettrico. Attualmente, per comprimere il refrigerante si utilizza principalmente il compressore scroll.
1) Sistema di riscaldamento a semiconduttore: Il riscaldatore a semiconduttore viene utilizzato per il raffreddamento e il riscaldamento tramite elementi e terminali a semiconduttore. In questo sistema, la termocoppia è il componente base per il raffreddamento e il riscaldamento. Collegando due dispositivi a semiconduttore si forma una termocoppia e, dopo l'applicazione di corrente continua, si genera calore e una differenza di temperatura all'interfaccia per riscaldare l'abitacolo. Il principale vantaggio del riscaldamento a semiconduttore è la rapidità con cui riscalda l'abitacolo. Il principale svantaggio è l'elevato consumo di energia elettrica. Per i veicoli a energia alternativa, che devono ottimizzare i consumi, questo svantaggio è determinante. Pertanto, non soddisfa i requisiti di risparmio energetico dei sistemi di climatizzazione per i veicoli a energia alternativa. È quindi fondamentale condurre ricerche sui metodi di riscaldamento a semiconduttore e progettare un sistema efficiente ed efficiente dal punto di vista energetico.
2) Coefficiente di temperatura positivoriscaldatore d'aria (PTC)Il componente principale del PTC è il termistore, riscaldato da un filo riscaldante elettrico, che converte direttamente l'energia elettrica in energia termica. Il sistema di riscaldamento dell'aria PTC trasforma il tradizionale scambiatore di calore dell'aria esterna dei veicoli a combustibile in un riscaldatore d'aria PTC. Un ventilatore spinge l'aria esterna da riscaldare attraverso il riscaldatore PTC e l'aria riscaldata viene inviata all'interno dell'abitacolo per riscaldarlo. Questo sistema consuma direttamente energia elettrica, pertanto il consumo energetico dei veicoli a energia pulita è relativamente elevato quando il riscaldamento è acceso.
3) Riscaldamento dell'acqua PTC:Riscaldatore del liquido di raffreddamento PTCCome il riscaldamento ad aria PTC, il sistema di riscaldamento del liquido di raffreddamento genera calore attraverso il consumo di elettricità, ma il sistema di riscaldamento del liquido di raffreddamento riscalda prima il liquido di raffreddamento con PTC, lo porta a una certa temperatura e poi lo pompa nel nucleo di aria calda, dove scambia calore con l'aria circostante e la ventola invia l'aria riscaldata nell'abitacolo per riscaldare la cabina. Successivamente, l'acqua di raffreddamento viene riscaldata da PTC e fatta circolare. Questo sistema di riscaldamento è più affidabile e sicuro del raffreddamento ad aria PTC.
4) Sistema di climatizzazione a pompa di calore: Il principio del sistema di climatizzazione a pompa di calore è lo stesso di quello del tradizionale sistema di climatizzazione per autoveicoli, ma il climatizzatore a pompa di calore può realizzare la conversione del riscaldamento e del raffreddamento dell'abitacolo.
2. Panoramica sulla gestione termica dei sistemi di alimentazione
ILBTMSLa gestione termica del sistema di propulsione automobilistico si divide in gestione termica del sistema di propulsione dei veicoli a carburante tradizionale e gestione termica del sistema di propulsione dei veicoli a energia alternativa. Attualmente, la gestione termica del sistema di propulsione dei veicoli a carburante tradizionale è molto matura. I veicoli a carburante tradizionale sono alimentati da un motore, quindi la gestione termica del motore è al centro della gestione termica automobilistica tradizionale. La gestione termica del motore comprende principalmente il sistema di raffreddamento del motore. Oltre il 30% del calore presente nel sistema dell'auto deve essere dissipato dal circuito di raffreddamento del motore per evitare il surriscaldamento del motore in condizioni di carico elevato. Il liquido di raffreddamento del motore viene utilizzato per riscaldare l'abitacolo.
Il sistema di propulsione dei veicoli a carburante tradizionale è composto da motore e trasmissione, mentre quello dei veicoli a energia alternativa è costituito da batterie, motori elettrici e sistemi di controllo elettronico. Le modalità di gestione termica dei due sistemi hanno subito notevoli cambiamenti. La temperatura di esercizio normale della batteria dei veicoli a energia alternativa è compresa tra 25 e 40 °C. Pertanto, la gestione termica della batteria richiede sia il mantenimento della temperatura che la dissipazione del calore. Allo stesso tempo, la temperatura del motore non deve essere eccessivamente elevata. Un surriscaldamento del motore ne comprometterebbe la durata. Di conseguenza, anche il motore necessita di un'adeguata dissipazione del calore durante il funzionamento.
Data di pubblicazione: 9 agosto 2024
