1.電気自動車の熱管理要件(HVCH)
車室内は、車両の走行中にドライバーが生活する環境空間です。ドライバーにとって快適な運転環境を確保するために、車室内環境の温度、湿度、給気温度を制御する車室内の熱管理が必要です。さまざまな条件下での客室の熱管理要件を表 1 に示します。
パワーバッテリーの温度制御は、電気自動車の効率的かつ安全な動作を確保するための重要な前提条件です。温度が高すぎると、液漏れや自然発火が発生し、運転の安全性に影響を与えます。温度が低すぎると、バッテリーの充放電容量がある程度低下します。リチウム電池は、エネルギー密度が高く軽量であるため、電気自動車の動力電池として最も広く使用されています。リチウム電池の温度制御要件と、文献に従って推定したさまざまな条件下での電池の熱負荷を表 2 に示します。動力電池のエネルギー密度が徐々に増加するにつれて、使用環境の温度範囲が拡大し、急速充電速度の増加により、さまざまな道路状況やさまざまな充放電モードに対応するためだけでなく、熱管理システムにおけるパワーバッテリーの温度制御の重要性がより顕著になってきています。温度制御負荷は車両の動作条件によって変化し、バッテリーパック間の温度場の均一性や熱暴走の防止と制御も、極寒、高温などのさまざまな環境条件下でのすべての温度制御要件を満たす必要があります。高温多湿な地域、夏暑い地域、冬寒い地域。必要。
2. 第一段階 PTC 加熱
電気自動車の工業化の初期段階では、コア技術は基本的にバッテリー、モーター、その他の電力システムの置き換えに基づいています。段階的な改善に基づいています。純粋な電気自動車のエアコンと燃料自動車のエアコンは、どちらも蒸気圧縮サイクルを通じて冷凍機能を実現します。両者の違いは、燃料自動車のエアコンコンプレッサーはベルトを介してエンジンによって間接的に駆動されるのに対し、純粋な電気自動車は電気駆動コンプレッサーを直接使用して冷凍装置を駆動することです。サイクル。冬に燃料自動車を暖房する場合、追加の熱源を必要とせずに、エンジンの廃熱を直接利用して客室を暖房します。しかし、純粋な電気自動車のモーターの廃熱では冬の暖房のニーズを満たすことができません。したがって、冬の暖房は純粋な電気自動車が解決する必要がある問題です。。正温度係数ヒーター (正温度係数、PTC) は、PTC セラミック発熱体とアルミニウム チューブ (PTC クーラント ヒーター/PTCエアヒーター）は、熱抵抗が小さく、熱伝達効率が高いという利点があり、燃料自動車の車体ベースに使用されています。 したがって、初期の電気自動車は、蒸気圧縮冷凍サイクル冷凍と PTC 加熱を使用して、客室の熱管理を実現していました。
2.1 ヒートポンプ技術の第2段階への応用
実際の使用において、電気自動車は冬季の暖房エネルギー消費の需要が高くなります。熱力学的観点から見ると、PTC 加熱の COP は常に 1 未満であるため、PTC 加熱の消費電力が高く、エネルギー利用率が低くなり、電気自動車が大幅に制限されます。マイレージ。ヒートポンプ技術は、蒸気圧縮サイクルを利用して環境中の低品位熱を利用し、暖房時の理論上のCOPは1を超えます。そのため、PTCの代わりにヒートポンプシステムを使用すると、暖房時の電気自動車の航続距離を延ばすことができます。条件。動力電池の容量と出力のさらなる向上に伴い、動力電池の動作中の熱負荷も徐々に増加しています。従来の空冷構造では、パワーバッテリーの温度制御要件を満たすことができません。したがって、液冷がバッテリー温度制御の主な方法となっています。さらに、人体が要求する快適な温度は、パワーバッテリーが正常に動作する温度と似ているため、車室内ヒートポンプに熱交換器を並列接続することで、車室内とパワーバッテリーの冷却要件を満たすことができます。システム。パワーバッテリーの熱は熱交換器と二次冷却によって間接的に奪われ、電気自動車の熱管理システムの集積度が向上しました。集積度は向上しているが、現段階の熱管理システムはバッテリーと車室内の冷却を単純に統合しているだけで、バッテリーやモーターの廃熱が有効活用されていない。
投稿時間: 2023 年 4 月 4 日
