河北南峰へようこそ!

新エネルギー車の熱管理システムの主要コアコンポーネントの技術開発分析

研究によると、車両の暖房と冷房は最も多くのエネルギーを消費するため、電気自動車システムのエネルギー効率をさらに向上させ、車両の熱状態管理戦略を最適化するには、より効率的な電気式エアコンシステムを使用する必要があります。エアコンシステムの暖房モードは、冬季の電気自動車の走行距離に重大な影響を与えます。現在、電気自動車は、ゼロコストのエンジン熱源がないため、主に補助としてPTCヒーターを使用しています。異なる熱伝達対象に応じて、PTCヒーターは風暖房(PTC空気ヒーター)と水暖房(PTC冷却ヒーター)、その中でも水加熱方式は徐々に主流になりつつあります。水加熱方式には、一方ではエアダクトが溶けるという隠れた危険性がなく、他方では車両全体の液冷ソリューションにうまく統合できるという利点があります。
艾志華氏の研究によると、純電気自動車のヒートポンプ式空調システムは、主に電動コンプレッサー、外部熱交換器、内部熱交換器、四方弁、電子膨張弁などの部品で構成されている。ヒートポンプシステムの性能には、レシーバードライヤーや熱交換器ファンなどの補助部品の追加が必要となる場合もある。電動コンプレッサーは、ヒートポンプ式空調システムの循環冷媒の流れの動力源であり、その性能は、ヒートポンプ式空調システムのエネルギー消費量と冷暖房効率に直接影響を与える。

斜板式コンプレッサーは、軸方向往復ピストン式コンプレッサーの一種です。低コストかつ高効率という利点から、従来型の自動車分野で広く使用されています。例えば、アウディ、ジェッタ、福康といった自動車は、いずれも車載エアコンの冷凍コンプレッサーとして斜板式コンプレッサーを採用しています。

往復動式と同様に、ロータリーベーンコンプレッサーも主にシリンダー容積の変化を利用して冷却を行うが、その作動容積は周期的に膨張・収縮するだけでなく、主軸の回転に伴って空間的な位置も連続的に変化する。趙宝平は、ロータリーベーンコンプレッサーの作動プロセスは一般的に吸気、圧縮、排気の3つのプロセスのみで構成され、基本的にクリアランス容積がないため、体積効率は80%から95%に達すると指摘している。

スクロールコンプレッサーは、主に自動車用エアコンに適した新型コンプレッサーです。高効率、低騒音、低振動、軽量、シンプルな構造といった利点を持ち、先進的なコンプレッサーと言えます。趙宝平氏も、スクロールコンプレッサーは高効率と電動駆動装置との高い互換性という利点から、電動コンプレッサーの最適な選択肢となっていると指摘しています。

電子膨張弁コントローラは、空調・​​冷凍システム全体の一部です。李軍氏の研究によると、国内の電気自動車メーカーの中には、電子膨張弁コントローラの研究への投資を増やしているところもあります。また、一部の独立機関や専門メーカーも研究開発への取り組みを強化しています。電子膨張弁は、絞り装置として、循環冷媒の温度と圧力を制御し、エアコンが一定の過冷却または過熱の範囲内に収まるように制御し、循環媒体の相変化の条件を作り出します。さらに、液体貯蔵乾燥機や熱交換器ファンなどの補助部品は、配管によって循環媒体に混入した不純物や水分を効果的に除去し、熱交換器の熱交換および熱伝達能力を向上させ、ヒートポンプ空調システムの性能を向上させます。

前述の通り、新エネルギー車と従来型自動車の本質的な違いを考慮すると、駆動パワートレイン、パワーバッテリー、電気部品などが追加され、内燃機関の代わりに駆動モーターが使用される。これにより、従来型自動車のエンジン付属品であるウォーターポンプの動作方法が大きく変化した。電動ウォーターポンプ新エネルギー車の多くは、従来の機械式ウォーターポンプの代わりに電動ウォーターポンプを使用しています。Lou Feng氏らの研究によると、電動ウォーターポンプは現在、主に駆動モーター、電気部品、パワーバッテリーなどの循環冷却に使用されており、冬季の運転条件下では循環加熱や循環水路の役割を果たすことができます。Lu Mengyao氏らは、新エネルギー車の運転中のバッテリー温度制御、特にバッテリー冷却の問題が非常に重要であると述べています。適切な冷却技術は、パワーバッテリーの効率を向上させるだけでなく、バ​​ッテリーの劣化速度を低下させ、バッテリー寿命を延ばすことができます。

PTCエアヒーター02
PTC冷却ヒーター07
20kW PTCヒーター
電動ウォーターポンプ01

投稿日時:2023年7月7日