1. コックピットの熱管理の概要（自動車用空調システム）
エアコンシステムは、車内の温度管理において重要な役割を果たします。運転手も同乗者も、車内での快適さを追求したいと考えています。カーエアコンの重要な機能は、車内の温度、湿度、風速を調整することで、快適な運転環境を実現することです。主流のカーエアコンの原理は、蒸発による吸熱と凝縮による放熱という熱物理原理を利用して、車内の温度を冷却または加熱することです。外気温が低いときは、温められた空気を車内に送り込むことで、運転手や同乗者が寒さを感じないようにします。外気温が高いときは、低温の空気を車内に送り込むことで、運転手や同乗者が涼しく感じられるようにします。このように、カーエアコンは車内の空調と乗員の快適性において非常に重要な役割を果たしています。
1.1 新エネルギー車用エアコンシステムとその作動原理
新エネルギー車と従来型燃料車の駆動装置が異なるため、燃料車のエアコンコンプレッサーはエンジンで駆動され、新エネルギー車のエアコンコンプレッサーはモーターで駆動されるため、新エネルギー車のエアコンコンプレッサーはエンジンで駆動することはできません。冷媒の圧縮には電動コンプレッサーが使用されます。新エネルギー車の基本原理は従来型燃料車と同じです。凝縮によって熱を放出し、蒸発によって熱を吸収して車内を冷却します。唯一の違いは、コンプレッサーが電動コンプレッサーに変更されたことです。現在、冷媒の圧縮には主にスクロールコンプレッサーが使用されています。
1) 半導体加熱システム：半導体ヒーターは、半導体素子と端子を用いて冷却と加熱を行うシステムです。このシステムでは、熱電対が冷却と加熱の基本構成要素となります。2つの半導体素子を接続して熱電対を形成し、直流電流を流すと、界面に熱と温度差が生じ、車室内を加熱します。半導体加熱の主な利点は、車室内を素早く加熱できることです。主な欠点は、消費電力が大きいことです。燃費を重視する新エネルギー車にとっては致命的な欠点となります。そのため、新エネルギー車のエアコンの省エネ要件を満たすことができません。したがって、半導体加熱方式の研究を進め、効率的で省エネな半導体加熱方式を設計することがより一層求められています。
2) 正の温度係数(PTC)エアヒーターPTCの主要構成要素はサーミスタであり、電熱線によって加熱され、電気エネルギーを熱エネルギーに直接変換する装置です。PTC空気暖房システムは、従来の燃料車の温風コアをPTC空気ヒーターに変更し、ファンを使って加熱対象の外気をPTCヒーターに通し、加熱された空気を車室内に送り込んで車内を暖めます。直接電力を消費するため、ヒーター作動時の新エネルギー車のエネルギー消費量は比較的大きくなります。
3) PTC給湯器：PTC冷却ヒーターPTC空気加熱のように、電気を消費して熱を発生させるのに対し、冷却水加熱システムはまずPTCで冷却水を加熱し、一定の温度まで温めてから、その冷却水を温風コアに送り込み、周囲の空気と熱交換させ、ファンで温められた空気を車室内に送り込んで車内を暖めます。その後、冷却水はPTCで加熱され、循環します。この加熱システムは、PTC空気冷却よりも信頼性が高く安全です。
4) ヒートポンプ式空調システム：ヒートポンプ式空調システムの原理は従来の自動車用空調システムと同じですが、ヒートポンプ式空調システムは車内暖房と冷房の切り替えが可能です。
2. 電力系統の熱管理の概要
のBTMS自動車の動力システムの熱管理は、従来の燃料自動車の動力システムの熱管理と新エネルギー自動車の動力システムの熱管理に分けられます。現在、従来の燃料自動車の動力システムの熱管理は非常に成熟しています。従来の燃料自動車はエンジンで駆動するため、エンジンの熱管理が従来の自動車の熱管理の焦点となっています。エンジンの熱管理には主にエンジン冷却システムが含まれます。高負荷条件下でエンジンが過熱しないように、車内システムの熱の30%以上をエンジン冷却回路で放出する必要があります。エンジンの冷却液はキャビンの暖房に使用されます。
従来の燃料車の動力装置は、従来の燃料車のエンジンとトランスミッションで構成されていますが、新エネルギー車はバッテリー、モーター、電子制御装置で構成されています。両者の熱管理方法は大きく変化しました。新エネルギー車のパワーバッテリーの通常の動作温度範囲は25～40℃です。そのため、バッテリーの熱管理には、バッテリーを温めると同時に放熱する必要があります。同時に、モーターの温度が高すぎないようにする必要があります。モーターの温度が高すぎると、モーターの寿命に影響します。そのため、モーターも使用中に必要な放熱対策を講じる必要があります。
投稿日時：2024年8月9日
