I condizionatori tradizionali a pompa di calore hanno una bassa efficienza di riscaldamento e una capacità di riscaldamento insufficiente negli ambienti freddi, il che limita gli scenari di applicazione dei veicoli elettrici.Pertanto, sono stati sviluppati e applicati una serie di metodi per migliorare le prestazioni dei condizionatori a pompa di calore in condizioni di bassa temperatura.Aumentando razionalmente il circuito di scambio termico secondario, raffreddando al tempo stesso la batteria di potenza e il sistema motore, il calore rimanente viene riciclato per migliorare la capacità di riscaldamento dei veicoli elettrici in condizioni di bassa temperatura.I risultati sperimentali mostrano che la capacità di riscaldamento del condizionatore d'aria a pompa di calore con recupero del calore di scarto è significativamente migliorata rispetto al tradizionale condizionatore d'aria a pompa di calore.La pompa di calore per il recupero del calore di scarto con un grado di accoppiamento più profondo di ciascun sottosistema di gestione termica e il sistema di gestione termica del veicolo con un grado di integrazione più elevato vengono utilizzati nella Tesla Model Y e nella Volkswagen ID4.Sono stati applicati CROZZ e altri modelli (come mostrato a destra).Tuttavia, quando la temperatura ambiente è inferiore e la quantità di calore di scarto recuperato è inferiore, il solo recupero di calore di scarto non può soddisfare la domanda di capacità di riscaldamento in ambienti a bassa temperatura e i riscaldatori PTC sono comunque necessari per compensare la carenza di capacità di riscaldamento. nei casi di cui sopra.Tuttavia, con il graduale miglioramento del livello di integrazione della gestione termica del veicolo elettrico, è possibile aumentare la quantità di recupero del calore di scarto aumentando ragionevolmente il calore generato dal motore, aumentando così la capacità di riscaldamento e il COP del sistema a pompa di calore , ed evitando l'uso diRiscaldatore del liquido di raffreddamento PTC/Riscaldatore d'aria PTC.Riducendo ulteriormente il tasso di occupazione dello spazio del sistema di gestione termica, soddisfa la domanda di riscaldamento dei veicoli elettrici in un ambiente a bassa temperatura.Oltre al recupero e all'utilizzo del calore di scarto delle batterie e dei sistemi motore, l'utilizzo dell'aria di ritorno è anche un modo per ridurre il consumo energetico del sistema di gestione termica in condizioni di bassa temperatura.I risultati della ricerca mostrano che in ambienti a bassa temperatura, misure ragionevoli di utilizzo dell’aria di ritorno possono ridurre la capacità di riscaldamento richiesta dai veicoli elettrici dal 46% al 62%, evitando l’appannamento e il congelamento dei finestrini, e possono ridurre il consumo di energia per il riscaldamento fino al 40%. %..Denso Japan ha anche sviluppato una corrispondente struttura di aria di ritorno/aria fresca a doppio strato, che può ridurre la perdita di calore causata dalla ventilazione del 30% prevenendo al contempo l'appannamento.In questa fase, l’adattabilità ambientale della gestione termica dei veicoli elettrici in condizioni estreme sta gradualmente migliorando e si sta sviluppando nella direzione dell’integrazione e dell’ecologizzazione.
Al fine di migliorare ulteriormente l'efficienza della gestione termica della batteria in condizioni di elevata potenza e ridurre la complessità della gestione termica, è attuale anche il metodo di controllo della temperatura della batteria a raffreddamento diretto e riscaldamento diretto che invia direttamente il refrigerante nel pacco batteria per lo scambio di calore soluzione tecnica.La configurazione della gestione termica dello scambio termico diretto tra il pacco batteria e il refrigerante è mostrata nella figura a destra.La tecnologia di raffreddamento diretto può migliorare l'efficienza e il tasso di scambio termico, ottenere una distribuzione più uniforme della temperatura all'interno della batteria, ridurre il circuito secondario e aumentare il recupero del calore disperso del sistema, migliorando così le prestazioni di controllo della temperatura della batteria.Tuttavia, a causa della tecnologia di scambio termico diretto tra la batteria e il refrigerante, il raffreddamento e il calore devono essere aumentati attraverso il lavoro del sistema a pompa di calore.Da un lato, il controllo della temperatura della batteria è limitato dall'avvio e dall'arresto del sistema di climatizzazione della pompa di calore, che ha un certo impatto sulle prestazioni del circuito del refrigerante.Da un lato, limita anche l’uso di fonti di raffreddamento naturali nelle stagioni di transizione, quindi questa tecnologia necessita ancora di ulteriori ricerche, miglioramenti e valutazioni applicative.
Progresso della ricerca sui componenti chiave
Il sistema di gestione termica del veicolo elettrico (HVCH) è costituito da più componenti, tra cui principalmente compressori elettrici, valvole elettroniche, scambiatori di calore, varie tubazioni e serbatoi di liquidi.Tra questi, il compressore, la valvola elettronica e lo scambiatore di calore sono i componenti principali del sistema a pompa di calore.Poiché la domanda di veicoli elettrici leggeri continua ad aumentare e il grado di integrazione dei sistemi continua ad approfondirsi, anche i componenti di gestione termica dei veicoli elettrici si stanno sviluppando nella direzione di veicoli leggeri, integrati e modulari.Al fine di migliorare l'applicabilità dei veicoli elettrici in condizioni estreme, vengono sviluppati e applicati anche componenti che possono funzionare normalmente in condizioni estreme e soddisfare i requisiti delle prestazioni di gestione termica automobilistica.
Orario di pubblicazione: 04-apr-2023
