2014az geroztik, ibilgailu elektrikoen industria pixkanaka berotzen joan da. Horien artean, ibilgailu elektrikoen kudeaketa termikoa pixkanaka berotzen joan da. Ibilgailu elektrikoen autonomia ez baita bateriaren energia-dentsitatearen araberakoa bakarrik, baita ibilgailuaren kudeaketa termiko sistemaren teknologiaren araberakoa ere. Bateriaren kudeaketa termiko sistema ere...biziProzesu bat hutsetik hasi nuen, utzikeriatik arretara.
Beraz, gaur, hitz egin dezagun honi buruzibilgailu elektrikoen kudeaketa termikoa, zer kudeatzen ari dira?
Ibilgailu elektrikoen kudeaketa termikoaren eta ibilgailu tradizionalen kudeaketa termikoaren arteko antzekotasunak eta desberdintasunak
Puntu hau lehenik eta behin jartzen da automobilgintza industria energia aro berrian sartu ondoren, kudeaketa termikoaren irismena, inplementazio metodoak eta osagaiak asko aldatu direlako.
Ez dago hemen erregai tradizionaleko ibilgailuen kudeaketa termikoaren arkitekturari buruz gehiago esateko beharrik, eta irakurle profesionalek oso argi utzi dute kudeaketa termiko tradizionalak batez ere honako hauek barne hartzen dituela:aire girotuaren kudeaketa termiko sistema eta potentzia-trenaren kudeaketa termikoaren azpisistema.
Ibilgailu elektrikoen kudeaketa termikoaren arkitektura erregai-ibilgailuen kudeaketa termikoaren arkitekturan oinarritzen da, eta motor elektrikoaren kudeaketa termikoaren sistema elektronikoa eta bateriaren kudeaketa termikoaren sistema gehitzen dizkio. Erregai-ibilgailuak ez bezala, ibilgailu elektrikoak tenperatura-aldaketekiko sentikorragoak dira. Tenperatura funtsezko faktorea da haien segurtasuna, errendimendua eta bizitza zehazteko, eta kudeaketa termikoa beharrezko bitartekoa da tenperatura-tarte egokia eta uniformetasuna mantentzeko. Hori dela eta, bateriaren kudeaketa termikoaren sistema bereziki kritikoa da, eta bateriaren kudeaketa termikoa (beroaren xahutzea/beroaren eroankortasuna/beroaren isolamendua) zuzenean lotuta dago bateriaren segurtasunarekin eta epe luzeko erabileraren ondoren potentziaren koherentziarekin.
Beraz, xehetasunei dagokienez, batez ere honako desberdintasun hauek daude.
Aire girotuaren bero iturri desberdinak
Erregai-kamioi tradizionalen aire girotuko sistema batez ere konpresoreak, kondentsadoreak, hedapen-balbulak, lurrungailuak, hodiak eta beste hainbatek osatzen dute.osagaiak.
Hoztean, hozgarria (hozgarria) konpresoreak egiten du, eta autoaren beroa kentzen da tenperatura jaisteko, eta horixe da hozte-printzipioa. Zeren...konpresorearen lana. motorrak bultzatu behar badu, hozte-prozesuak motorraren zama handituko du, eta horregatik esaten dugu udako aire girotuak olio gehiago kostatzen duela.
Gaur egun, ia erregai bidezko ibilgailuen berokuntza guztia motorraren hozgarriaren beroa erabiltzen da - motorrak sortutako hondakin-bero kopuru handia erabil daiteke aire girotua berotzeko. Hozgarria bero-trukagailutik (ur-depositua bezala ere ezagutzen dena) igarotzen da aire beroaren sisteman, eta haizagailuak garraiatzen duen airea motorraren hozgarriarekin bero trukatzen da, eta airea berotu eta gero autoan sartzen da.
Hala ere, ingurune hotzetan, motorrak denbora luzez martxan egon behar du uraren tenperatura egokira igotzeko, eta erabiltzaileak denbora luzez hotza jasan behar du autoan.
Energia berriko ibilgailuen berokuntza batez ere berogailu elektrikoetan oinarritzen da, berogailu elektrikoek haize-berogailuak eta ur-berogailuak dituzte. Aire-berogailuaren printzipioa ile-lehorgailuaren antzekoa da, zirkulazioan dagoen airea zuzenean berotzen baitu berogailu-xaflaren bidez, eta horrela aire beroa emanez autoari. Haize-berogailuaren abantaila berotze-denbora azkarra dela, energia-eraginkortasun erlazioa zertxobait handiagoa dela eta berotze-tenperatura altua dela da. Desabantaila berotze-haizea bereziki lehorra dela da, eta horrek lehortasun-sentsazioa eragiten dio giza gorputzari. Ur-berogailuaren printzipioa ur-berogailu elektrikoaren antzekoa da, hozgarria berogailu-xaflaren bidez berotzen baitu, eta tenperatura altuko hozgarria aire beroaren nukleotik igarotzen da eta gero zirkulazioan dagoen airea berotzen du barneko berokuntza lortzeko. Ur-berogailuaren berotze-denbora aire-berogailuarena baino zertxobait luzeagoa da, baina erregai-ibilgailuarena baino askoz azkarragoa ere bada, eta ur-hodiak bero-galera du tenperatura baxuko ingurunean, eta energia-eraginkortasuna zertxobait txikiagoa da. Xiaopeng G3-ak aipatutako ur-berogailua erabiltzen du.
Haize-berogailua edo ura berotzeko izan, ibilgailu elektrikoetarako, bateriak behar dira elektrizitatea emateko, eta elektrizitate gehiena kontsumitzen daaire girotua berogailua tenperatura baxuko inguruneetan. Horren ondorioz, ibilgailu elektrikoen gidatzeko autonomia murriztu egiten da tenperatura baxuko inguruneetan.
Konparatu-rekin Tenperatura baxuko inguruneetan erregai-ibilgailuen berotze-abiadura motelaren arazoa, ibilgailu elektrikoetarako berogailu elektrikoa erabiltzeak berotze-denbora asko laburtu dezake.
Baterien kudeaketa termikoa
Erregai-ibilgailuen motorraren kudeaketa termikoarekin alderatuta, ibilgailu elektrikoen potentzia-sistemaren kudeaketa termikoaren eskakizunak zorrotzagoak dira.
Bateriaren funtzionamendu-tenperatura-tarte egokiena oso txikia denez, normalean bateriaren tenperatura 15 eta 40 gradu artean egon behar da.° C. Hala ere, ibilgailuek erabili ohi duten giro-tenperatura -30~40 da° C, eta benetako erabiltzaileen gidatzeko baldintzak konplexuak dira. Kudeaketa termikoaren kontrolak ibilgailuen gidatzeko baldintzak eta baterien egoera modu eraginkorrean identifikatu eta zehaztu behar ditu, eta tenperaturaren kontrol optimoa egin, eta energia-kontsumoaren, ibilgailuaren errendimenduaren, bateriaren errendimenduaren eta erosotasunaren arteko oreka lortzen saiatu.
Autonomiaren inguruko antsietatea arintzeko, ibilgailu elektrikoen bateriaren edukiera gero eta handiagoa da, eta energia-dentsitatea gero eta handiagoa; Aldi berean, erabiltzaileek kargatzeko denbora luzeegiaren kontraesana konpondu behar da, eta karga azkarra eta super azkarra sortu dira.
Kudeaketa termikoari dagokionez, korronte handiko karga azkarrak bero handiagoa sortzen du eta bateriaren energia-kontsumo handiagoa dakar. Bateriaren tenperatura altuegia denean kargatzen ari den bitartean, segurtasun-arriskuak sor ditzake ez ezik, arazoak ere sor ditzake, hala nola bateriaren eraginkortasuna murriztea eta bateriaren iraupena bizkortzea. Diseinua...kudeaketa termiko sistemaproba gogorra da.
Ibilgailu elektrikoen kudeaketa termikoa
Okipatzaileen kabinako erosotasun doikuntza
Ibilgailuaren barneko ingurune termikoak zuzenean eragiten dio bidaiarien erosotasunari. Giza gorputzaren eredu sentsorialarekin konbinatuta, kabinako fluxuaren eta bero-transferentziaren azterketa bide garrantzitsua da ibilgailuaren erosotasuna eta ibilgailuaren errendimendua hobetzeko. Karrozeriaren egituraren diseinutik hasita, aire girotuaren irteera, eguzki-erradiazioak eragindako ibilgailuaren beira eta karrozeria osoaren diseinua, aire girotuaren sistemarekin konbinatuta, bidaiarien erosotasunean duen eragina aztertzen da.
Ibilgailu bat gidatzean, erabiltzaileek ez lukete ibilgailuaren potentzia handiak dakarren gidatzeko sentsazioa bakarrik bizi behar, baizik eta kabinaren ingurunearen erosotasuna ere garrantzitsua da.
Bateriaren funtzionamendu-tenperaturaren doikuntza-kontrola
Bateriak erabiltzean arazo asko izango ditu, batez ere bateriaren tenperaturari dagokionez. Litiozko bateriaren potentzia-murrizketa larria da tenperatura oso baxuko inguruneetan, eta tenperatura altuko inguruneetan segurtasun-arriskuak sor ditzake. Muturreko kasuetan bateriak erabiltzeak bateriari kalte egin diezaioke, eta horrela, bateriaren errendimendua eta iraupena murriztu.
Kudeaketa termikoaren helburu nagusia bateria paketea beti tenperatura-tarte egokian funtzionatzea da, bateriaren funtzionamendu-egoera onena mantentzeko. Bateriaren kudeaketa termikoaren sistemak hiru funtzio ditu batez ere: beroa xahutzea, aurreberotzea eta tenperaturaren berdintzea. Beroa xahutzea eta aurreberotzea batez ere kanpoko ingurune-tenperaturak baterian izan dezakeen eraginaren arabera doitzen dira. Tenperatura-berdintzea bateriaren barruko tenperatura-aldea murrizteko eta bateriaren zati baten gehiegizko berotzeak eragindako gainbehera azkarra saihesteko erabiltzen da.
Merkatuan dauden ibilgailu elektrikoetan erabiltzen diren bateriaren kudeaketa termiko sistemak bi kategoriatan banatzen dira nagusiki: airez hoztutakoak eta likidoz hoztutakoak.
Printzipioaairez hoztutako kudeaketa termiko sistema Ordenagailuaren beroa xahutzeko printzipioaren antzekoagoa da, hozte-haizagailu bat bateriaren atal batean instalatzen da, eta beste muturrak aireztapen-zulo bat du, eta horrek baterien arteko aire-fluxua bizkortzen du haizagailuaren lanaren bidez, bateriak funtzionatzen duenean igortzen duen beroa kentzeko.
Laburbilduz, airez hoztea bateriaren alboan haizagailu bat gehitzea da, eta bateria hoztea haizagailua putz eginez, baina haizagailuak botatzen duen haizea kanpoko faktoreek eragingo dute, eta airez hoztearen eraginkortasuna murriztuko da kanpoko tenperatura altuagoa denean. Haizagailu bat putz egiteak ez zaitu freskoago egiten egun bero batean bezala. Airez hoztearen abantaila egitura sinplea eta kostu baxua da.
Hozte likidoak bateriak lanean zehar sortutako beroa kentzen du hozgarriaren bidez, bateriaren tenperatura murrizteko efektua lortzeko. Benetako erabileraren efektutik, ingurune likidoak bero-transferentzia koefiziente handia, bero-ahalmen handia eta hozte-abiadura azkarragoa ditu, eta Xiaopeng G3-k hozte-eraginkortasun handiagoa duen hozte likido sistema bat erabiltzen du.
Laburbilduz, hozte likidoaren printzipioa bateria-paketean ur-hodi bat jartzea da. Bateriaren tenperatura altuegia denean, ur hotza isurtzen da ur-hodira, eta beroa ur hotzak kentzen du hozteko. Bateriaren tenperatura baxuegia bada, berotu egin behar da.
Ibilgailua indarrez gidatzen edo azkar kargatzen denean, bero handia sortzen da bateria kargatzen eta deskargatzen ari den bitartean. Bateriaren tenperatura altuegia denean, konpresorea piztu, eta tenperatura baxuko hozgarria bateriaren bero-trukagailuaren hozte-hodian dagoen hozgarritik igaroko da. Tenperatura baxuko hozgarria bateriaren multzora isurtzen da beroa kentzeko, bateriak tenperatura-tarte onena mantendu dezan, eta horrek bateriaren segurtasuna eta fidagarritasuna asko hobetzen ditu autoa erabiltzean eta kargatzeko denbora laburtzen du.
Negu oso hotzetan, tenperatura baxuak direla eta, litiozko baterien jarduera murriztu egiten da, bateriaren errendimendua asko murrizten da eta bateria ezin da potentzia handiko deskargarik edo karga azkarrik egin. Une horretan, piztu ur-berogailua bateriaren zirkuituko hozgarria berotzeko, eta tenperatura altuko hozgarriak bateria berotuko du. Horrek ibilgailuak kargatzeko gaitasun azkarra eta gidatzeko autonomia luzea izan dezakeela ziurtatzen du tenperatura baxuko inguruneetan.
Trakzio elektrikoaren kontrol elektronikoa eta potentzia handiko pieza elektrikoak hozteko beroa xahutzea
Energia berriko ibilgailuek elektrifikazio funtzio integralak lortu dituzte, eta erregaiaren elikatze sistema sistema elektriko bihurtu da. Bateriaren potentzia-errendimendua...370V DC tentsioa ibilgailuari energia, hoztea eta berotzea emateko, eta autoaren hainbat osagai elektrikori energia emateko. Ibilgailua gidatzean, potentzia handiko osagai elektrikoek (motorrak, DCDC, motor kontrolagailuak, etab.) bero handia sortuko dute. Potentzia-tresnen tenperatura altuak ibilgailuaren matxurak, potentzia mugak eta baita segurtasun arriskuak ere eragin ditzake. Ibilgailuaren kudeaketa termikoak sortutako beroa garaiz xahutu behar du ibilgailuaren potentzia handiko osagai elektrikoak funtzionamendu-tenperatura-tarte seguruan daudela ziurtatzeko.
G3 trakzio elektrikoaren kontrol sistema elektronikoak hozte likidoaren bidezko beroa xahutzen du kudeaketa termikorako. Ponpa elektronikoaren trakzio sistemaren hodiko hozgarria motorretik eta beste berogailu gailu batzuetatik igarotzen da pieza elektrikoen beroa kentzeko, eta ondoren ibilgailuaren aurreko sarrerako parrillan dagoen erradiadoretik igarotzen da, eta haizagailu elektronikoa pizten da tenperatura altuko hozgarria hozteko.
Kudeaketa termikoaren industriaren etorkizuneko garapenari buruzko zenbait gogoeta
Energia-kontsumo txikia:
Aire girotuak eragindako energia-kontsumo handia murrizteko, bero-ponpa bidezko aire girotuak arreta handia jaso du pixkanaka. Bero-ponpa sistema orokorrak (R134a hozgarri gisa erabiltzen duena) muga batzuk baditu ere erabilitako ingurunean, hala nola tenperatura oso baxua (-10 °C azpitik).° C) ezin badu funtzionatu, tenperatura altuko ingurunean hoztea ez da ibilgailu elektriko arrunten aire girotuarekiko desberdina. Hala ere, Txinako leku gehienetan, udaberri eta udazkeneko denboraldiak (inguruneko tenperatura) aire girotuaren energia-kontsumoa eraginkortasunez murriztu dezake, eta energia-eraginkortasun ratioa berogailu elektrikoena baino 2 edo 3 aldiz handiagoa da.
Zarata baxua:
Ibilgailu elektrikoak motorraren zarata-iturririk ez duenean, funtzionamenduak sortutako zaratakonpresoreaeta aire girotua hozteko piztuta dagoenean aurreko haizagailu elektronikoaz erabiltzaileek erraz kexatzen dira. Haizagailu elektroniko eraginkor eta isilak eta desplazamendu handiko konpresoreek funtzionamenduak eragindako zarata murrizten laguntzen dute, hozteko ahalmena handitzen duten bitartean.
Kostu baxua:
Kudeaketa termikoko sistemen hozte eta berotze metodoek gehienbat hozte likido sistema erabiltzen dute, eta bateria berotzeko eta aire girotua berotzeko bero-eskaera tenperatura baxuko inguruneetan oso handia da. Gaur egungo irtenbidea berogailu elektrikoa handitzea da bero-ekoizpena handitzeko, eta horrek piezen kostu handia eta energia-kontsumo handia dakar. Baterien teknologian aurrerapenik badago baterien tenperatura-eskakizun gogorrak konpontzeko edo murrizteko, kudeaketa termikoko sistemen diseinuan eta kostuan optimizazio handia ekarriko du. Motorrak ibilgailua martxan dagoen bitartean sortutako hondakin-beroaren erabilera eraginkorrak kudeaketa termikoko sistemaren energia-kontsumoa murrizten ere lagunduko du. Horren ondorioz, bateriaren edukiera murrizten da, gidatzeko autonomia hobetzen da eta ibilgailuaren kostua murrizten da.
Adimentsua:
Elektrifikazio maila altua da ibilgailu elektrikoen garapen joera, eta aire girotu tradizionalak hozte eta berokuntza funtzioetara mugatzen dira modu adimentsuan garatzeko. Aire girotua are gehiago hobetu daiteke datu handien laguntzarekin, erabiltzaileen autoen ohituretan oinarrituta, hala nola familiako autoan, aire girotuaren tenperatura modu adimentsuan egokitu daiteke pertsona desberdinetara, autoan sartu ondoren. Piztu aire girotua irten aurretik, autoaren barruko tenperatura eroso batera iristeko. Aire irteera elektriko adimendunak automatikoki doi dezake aire irteeraren norabidea, autoan dauden pertsona kopuruaren, posizioaren eta gorputzaren tamainaren arabera.
Argitaratze data: 2023ko urriaren 20a