熱管理の本質は空調の仕組み「熱の流れと熱交換」
新エネルギー車の熱管理は家庭用エアコンの動作原理と一致しています。どちらも「逆カルノーサイクル」の原理を利用して、コンプレッサーの働きによって冷媒の形状を変化させ、それによって空気と冷媒の間で熱交換を行い、冷却と加熱を実現します。熱管理の本質は「熱の流れと熱交換」です。新エネルギー車の熱管理は家庭用エアコンの動作原理と一致しています。どちらも「逆カルノーサイクル」の原理を利用して、コンプレッサーの働きによって冷媒の形状を変化させ、それによって空気と冷媒の間で熱交換を行い、冷却と加熱を実現します。主に 3 つの回路に分かれています。 1) モーター回路: 主に放熱用。2) バッテリー回路: 高温調整が必要であり、加熱と冷却の両方が必要です。３）コックピット回路：加熱と冷却の両方が必要（エアコンの冷却と加熱に相当）。その動作方法は、各回路のコンポーネントが適切な動作温度に到達することを保証することとして単純に理解できます。バージョンアップの方向性としては、3つの回路を直列・並列に接続し、冷熱の織り交ぜ利用を実現するというもの。例えば、カーエアコンは、発生した冷熱を車室内（熱管理のための「空調回路」）に伝えます。アップグレードの方向の例: エアコン回路とバッテリー回路が直列/並列に接続された後、エアコン回路はバッテリー回路に冷却/熱を供給し、効率的な「熱管理ソリューション」になります (バッテリー回路の部品/エネルギーの節約)有効活用）。熱管理の本質は、熱が必要な場所に流れるように熱の流れを管理することです。そして、熱の流れと熱交換を実現する「省エネかつ効率的」な熱管理が最適です。
このプロセスを実現する技術は、空調冷蔵庫から生まれています。空調冷蔵庫の冷却・加熱は「逆カルノーサイクル」の原理によって実現されています。簡単に言うと、冷媒はコンプレッサーで圧縮されて高温になり、加熱された冷媒は凝縮器を通過して外部環境に熱を放出します。その過程で、発熱した冷媒は常温に戻り、蒸発器に入り膨張して温度をさらに下げ、次に圧縮機に戻って次のサイクルを開始し、空気中での熱交換を実現します。膨張弁と圧縮機は、このプロセスの部分で最も重要です。自動車の熱管理はこの原理に基づいており、空調回路から他の回路に熱または冷気を交換することで車両の熱管理を実現します。
初期の新エネルギー車は独立した熱管理回路を備えており、効率が低くなります。初期の熱管理システムの 3 つの回路 (エアコン、バッテリー、モーター) は独立して動作していました。つまり、エアコン回路はコックピットの冷却と加熱のみを担当していました。バッテリー回路はバッテリーの温度制御のみを担当していました。そしてモーター回路はモーターの冷却のみを担当していました。この独立したモデルは、コンポーネント間の相互独立性やエネルギー利用効率の低下などの問題を引き起こします。新エネルギー車で最も直接的に現れるのは、複雑な熱管理回路、短いバッテリー寿命、車体重量の増加などの問題です。したがって、バッテリー、モーター、エアコンの3つの回路を可能な限り連携させ、部品とエネルギーの相互運用性を実現し、部品体積の小型化、軽量化を実現するのが熱マネジメントの開発路線です。軽量化とバッテリー寿命の延長。マイレージ。
2. 熱管理の開発は、コンポーネントの統合とエネルギー効率の高い利用のプロセスです
3 世代の新エネルギー車の熱管理の開発履歴を振り返り、多方弁は熱管理のアップグレードに必要なコンポーネントである
熱管理の開発は、コンポーネントの統合とエネルギー利用効率のプロセスです。上記の簡単な比較を通じて、現在の最先端のシステムと比較して、初期の熱管理システムは主に回路間の相乗効果が高く、コンポーネントの共有とエネルギーの相互利用を実現していることがわかります。私たちは投資家の視点から熱管理の発展を考察します。すべてのコンポーネントの動作原理を理解する必要はありませんが、各回路の動作方法と熱管理回路の進化の歴史を明確に理解することで、より明確に予測できるようになります。熱管理回路の将来の開発方向と、それに伴うコンポーネントの価値の変化を決定します。したがって、将来の投資機会を一緒に発見できるように、以下では熱管理システムの進化の歴史を簡単に振り返ります。
新エネルギー車の熱管理は通常 3 つの回路で構成されています。1) 空調回路: 機能回路は熱管理において最も価値のある回路でもあります。その主な機能は、車室内の温度を調整し、他の回路と並行して調整することです。通常はPTC(PTCクーラントヒーター/PTCエアヒーター）またはヒートポンプを使用し、空調の原理を通じて冷却を提供します。2）バッテリー回路：バッテリーが常に最適な動作温度を維持できるように、主にバッテリーの動作温度を制御するために使用されるため、この回路はさまざまな状況に応じて加熱と冷却を同時に必要とします。3) モータ回路：モータは動作時に発熱し、使用温度範囲が広いです。したがって、回路は冷却需要のみを必要とします。テスラの主要モデルであるモデル S からモデル Y の熱管理の変更を比較することで、システム統合と効率の進化を観察します。全体として、第一世代の熱管理システム: バッテリーは空冷または液冷、エアコンはは PTC によって加熱され、電気駆動システムは液冷されます。3 つの回路は基本的に並列に保たれ、互いに独立して動作します。第二世代熱管理システム：バッテリー液冷、PTC加熱、モーター電気制御液冷、電気モーター廃熱利用、システム間の直列接続の深化、コンポーネントの統合。第3世代熱管理システム：ヒートポンプ空調暖房、モーターストール暖房 技術の応用が進み、システムが直列に接続され、回路が複雑化、高集積化しています。私たちは、新エネルギー車の熱管理開発の本質は次のとおりであると考えています。熱の流れと空調技術の交換に基づいて、1) 熱損傷を回避します。2) エネルギー効率を向上させる。3) 部品の再利用により体積・軽量化を実現します。
投稿日時: 2023 年 5 月 12 日
