Традиционални клима уређаји са топлотним пумпама имају ниску ефикасност грејања и недовољан капацитет грејања у хладном окружењу, што ограничава сценарије примене електричних возила. Стога је развијен и примењен низ метода за побољшање перформанси клима уређаја са топлотним пумпама у условима ниских температура. Рационалним повећањем секундарног кола за размену топлоте, уз хлађење батерије и моторног система, преостала топлота се рециклира како би се побољшао капацитет грејања електричних возила у условима ниских температура. Експериментални резултати показују да је капацитет грејања клима уређаја са топлотном пумпом за рекуперацију отпадне топлоте значајно побољшан у поређењу са традиционалним клима уређајем са топлотном пумпом. Топлотна пумпа за рекуперацију отпадне топлоте са дубљим степеном спрезања сваког подсистема за управљање топлотом и систем за управљање топлотом возила са вишим степеном интеграције користе се у Теслиним моделима Y и Фолксвагену ID4. Примењени су и други модели CROZZ (као што је приказано десно). Међутим, када је температура околине нижа и количина рекуперације отпадне топлоте мања, рекуперација отпадне топлоте сама по себи не може да задовољи потражњу за капацитетом грејања у условима ниских температура, а PTC грејачи су и даље потребни да би се надокнадио недостатак капацитета грејања у горе наведеним случајевима. Међутим, са постепеним побољшањем нивоа интеграције термалног управљања електричним возилом, могуће је повећати количину рекуперације отпадне топлоте разумним повећањем топлоте коју генерише мотор, чиме се повећава капацитет грејања и COP система топлотне пумпе и избегава употреба...PTC грејач расхладне хлађе/ПТЦ грејач ваздухаИако додатно смањује стопу попуњености простора система за управљање топлотом, он задовољава потребе за грејањем електричних возила у условима ниских температура. Поред рекуперације и коришћења отпадне топлоте из батерија и моторних система, коришћење повратног ваздуха је такође начин за смањење потрошње енергије система за управљање топлотом у условима ниских температура. Резултати истраживања показују да у условима ниских температура, разумне мере коришћења повратног ваздуха могу смањити капацитет грејања потребан електричним возилима за 46% до 62%, уз избегавање замагљивања и смрзавања прозора, и могу смањити потрошњу енергије за грејање до 40%. Компанија Denso Japan је такође развила одговарајућу двослојну структуру повратног/свежег ваздуха, која може смањити губитак топлоте изазван вентилацијом за 30%, уз спречавање замагљивања. У овој фази, еколошка прилагодљивост управљања топлотом електричних возила у екстремним условима се постепено побољшава и развија се у правцу интеграције и озелењавања.
Да би се додатно побољшала ефикасност управљања топлотом батерије у условима велике снаге и смањила сложеност управљања топлотом, метода директног хлађења и директног загревања батерије која директно шаље расхладно средство у батеријски пакет ради размене топлоте такође је тренутно техничко решење. Конфигурација управљања топлотом директне размене топлоте између батеријског пакета и расхладног средства приказана је на слици десно. Технологија директног хлађења може побољшати ефикасност размене топлоте и брзину размене топлоте, постићи равномернију расподелу температуре унутар батерије, смањити секундарну петљу и повећати рекуперацију отпадне топлоте система, чиме се побољшавају перформансе контроле температуре батерије. Међутим, због технологије директне размене топлоте између батерије и расхладног средства, хлађење и грејање треба повећати радом система топлотне пумпе. С једне стране, контрола температуре батерије је ограничена покретањем и заустављањем система климатизације топлотном пумпом, што има одређени утицај на перформансе расхладне петље. С једне стране, то такође ограничава употребу природних извора хлађења у прелазним сезонама, тако да ова технологија и даље захтева даља истраживања, побољшања и процену примене.
Напредак истраживања кључних компоненти
Систем за управљање температуром електричног возила (ХВЦХ) састоји се од више компоненти, углавном укључујући електричне компресоре, електронске вентиле, измењиваче топлоте, разне цевоводе и резервоаре за течност. Међу њима, компресор, електронски вентил и измењивач топлоте су основне компоненте система топлотне пумпе. Како потражња за лаганим електричним возилима наставља да расте, а степен системске интеграције се наставља продубљивати, компоненте за управљање топлотом електричних возила се такође развијају у правцу лаганих, интегрисаних и модуларних. Да би се побољшала применљивост електричних возила у екстремним условима, развијају се и сходно томе примењују и компоненте које могу нормално да раде у екстремним условима и да испуњавају захтеве перформанси управљања топлотом аутомобила.
Време објаве: 04.04.2023.
