従来のヒートポンプエアコンは暖房効率が低く、寒冷環境では暖房能力が不十分なため、電気自動車の適用シーンが限られていました。したがって、低温条件下でヒートポンプエアコンの性能を向上させる一連の方法が開発され、適用されてきました。二次熱交換回路を合理的に増やすことで、パワーバッテリーとモーターシステムを冷却しながら、残りの熱を再利用して、低温条件下での電気自動車の暖房能力を向上させます。実験結果は、廃熱回収ヒートポンプエアコンの暖房能力が従来のヒートポンプエアコンと比較して大幅に向上することを示しています。各熱管理サブシステムの結合度がより深い廃熱回収ヒートポンプと、より高度に統合された車両熱管理システムが、テスラ モデル Y とフォルクスワーゲン ID4 に使用されています。CROZZなどが適用されています（右図）。しかし、周囲温度が低くなり廃熱回収量が少なくなると、廃熱回収だけでは低温環境下での暖房能力を賄えなくなり、不足する暖房能力を補うためにPTCヒーターが必要となります。上記の場合。しかし、電気自動車の熱管理統合レベルが徐々に向上するにつれて、モーターが発生する熱を合理的に増加させることで廃熱回収量を増加させることができ、それによってヒートポンプシステムの暖房能力とCOPが向上します。 、の使用を避けるPTCクーラントヒーター/PTCエアヒーター。熱管理システムのスペース占有率をさらに削減しながら、低温環境における電気自動車の暖房需要に応えます。バッテリーやモーターシステムからの廃熱の回収と利用に加えて、戻り空気の利用は、低温条件下での熱管理システムのエネルギー消費を削減する方法でもあります。研究結果によると、低温環境では、合理的な還気利用対策を講じることで、電気自動車に必要な暖房能力を 46% ～ 62% 削減しながら、窓の曇りや曇りを回避し、暖房エネルギー消費量を最大 40% 削減できることが示されています。 %。。デンソージャパンも対応する二層還気・外気構造を開発し、曇りを防止しながら換気による熱損失を30％削減できる。現段階では、極限条件下での電気自動車の熱管理の環境適応性は徐々に向上しており、統合とグリーン化の方向に発展しています。
高出力条件下でのバッテリーの熱管理効率をさらに向上させ、熱管理の複雑さを軽減するために、冷媒をバッテリーパックに直接送って熱交換を行う直接冷却および直接加熱バッテリー温度制御方式も主流になっています。技術的な解決策。バッテリーパックと冷媒間の直接熱交換の熱管理構成を右の図に示します。直接冷却技術により、熱交換効率と熱交換率が向上し、バッテリー内部の温度分布がより均一になり、二次ループが削減され、システムの廃熱回収が増加するため、バッテリーの温度制御性能が向上します。ただし、バッテリーと冷媒間の直接熱交換技術により、ヒートポンプ システムの働きによって冷却と熱を高める必要があります。一方で、バッテリーの温度制御はヒートポンプ空調システムの開始と停止によって制限され、冷媒ループの性能に一定の影響を与えます。一方で、季節の変わり目には自然冷却源の使用も制限されるため、この技術にはさらなる研究、改良、応用評価がまだ必要です。
主要成分の研究進捗状況
電気自動車の熱管理システム(HVCH）は、主に電動コンプレッサー、電子バルブ、熱交換器、各種パイプライン、液溜めなどの複数のコンポーネントで構成されています。このうち、コンプレッサー、電子バルブ、熱交換器はヒートポンプシステムの核となるコンポーネントです。軽量電気自動車の需要が高まり続け、システム統合の度合いが深まり続けるにつれて、電気自動車の熱管理コンポーネントも軽量化、統合化、モジュール化の方向に発展しています。極端な条件下での電気自動車の適用性を向上させるために、極端な条件下でも正常に動作し、自動車の熱管理性能の要件を満たすコンポーネントも開発され、それに応じて適用されています。
投稿時間: 2023 年 4 月 4 日
