Autojen lämmönhallinnan analyysi -
PTC-vedenlämmittimen periaate ja toimintoanalyysi
Yksi etuPTC vedenlämmitinlämmitysjärjestelmä on se, että se perii bensiinikäyttöisten ajoneuvojen lämmitysjärjestelmän, mikä eliminoi tarpeen muuttaa olemassa olevaa LVI-kokoonpanoa, mikä vähentää merkittävästi sähköajoneuvoja valmistavien autonvalmistajien muutoskustannuksia. PTC-vedenlämmittimen lämmitysjärjestelmän pääkomponentteja ovat: PTC-vedenlämmitin, sähköinen vesipumppu, kaasunpoistokammio, vesiputket ja lämmittimen patteri. Järjestelmän kaasunpoistokammiolla on kaksi toimintoa:
(1) Järjestelmän paineen alentaminen: Lämmitysprosessin aikana jäähdytysneste tuottaa vesihöyryä, mikä saa järjestelmän paineen kasvamaan. Kun tämä paine ylittää tietyn kynnyksen, kaasunpoistokammion pakoventtiili avautuu, jolloin vesihöyry vapautuu ilmakehään, mikä vähentää järjestelmän painetta.
(2) Järjestelmän vedenkiertoprosessin aikana jäähdytysnestettä voi vuotaa, joka voidaan lisätä kaasunpoistokammioon varastoidun jäähdytysnesteen avulla.
I. Järjestelmän koostumuksen analyysi
PTC-vedenlämmittimen lämmityselementti on PTC-termistori. PTC-termistorit on valmistettu puolijohdemateriaalista, jolla on positiivinen lämpötilakerroin. Ne voidaan jakaa keraamisiin -pohjaisiin PTC-termistoreihin ja polymeeri-pohjaisiin PTC-termistoreihin [20]. Keraamiset -pohjaiset PTC-termistorit ovat puolijohdemateriaaleja, joilla on tietty johtavuus ja joiden pääkomponentteina ovat BaTiO3 tai V3O3 ja joihin on lisätty pieni määrä donorielementtejä, jotka sekoitetaan ja sintrataan. Polymeeri{11}}pohjaiset PTC-termistorit ovat polymeerimateriaaleja, jotka on muodostettu yhdistämällä matriisina orgaanisia polymeerejä (kuten polyeteeniä) ja sisältäen johtavia täyteaineita, kuten hiilimustaa, grafiittia tai metallijauhetta ja metallioksideja. Tämä järjestelmä käyttää keraamista PTC:tä, jonka etuna on vakiolämpötilalämmitys, avotulen puuttuminen, korkea lämpötehokkuus ja pitkä käyttöikä. PTC-termistorien resistiivisyys kasvaa lämpötilan noustessa. Kun lämpötila ylittää Curie-lämpötilan, resistiivisyys kasvaa yhtäkkiä, mikä johtaa lämmitystehon laskuun, jolloin saavutetaan vakiolämpötilatoiminto.
II. Järjestelmän toimintojen analyysi
1) Soft Start -tekniikka
Käynnistyksen alussa-lämmitin toimii pienellä teholla, minkä jälkeen PWM:n käyttöjaksoa nostetaan asteittain tehon lisäämiseksi hitaasti. Tarkoituksena on vähentää tehokkaasti virtapiirille ja akulle aiheutuvia vaurioita, mikä vähentää säätimen vikoja ja pidentää akun käyttöikää.
2) Leveä käyttöjännite
Sähköajoneuvon akun jännite ei ole vakio; lähtöjännite laskee akun tyhjentyessä. Tässä artikkelissa suunniteltu vedenlämmitin pyrkii toimimaan normaalisti laajalla jännitealueella (DC400V-DC600V), ja jännitteen muutokset eivät vaikuta sen lämmitystehoon, mikä varmistaa vakaan lämmityksen käytön aikana.
3) Lineaarinen tehonsäätö
PTC-lämmityselementin kytkentää lämmittimessä ohjaa IGBT (Inductively Coupled Device). IGBT-käyttöpiirin lähtö on kytketty kuormavesilämmittimeen ja tulo PWM-signaaliin. Vedenlämmittimen tehoa säädetään muuttamalla PWM-signaalin toimintajaksoa. Säädin säätää jatkuvasti lämmittimen tehoa nostaakseen sisälämpötilaa nopeasti ja vakaasti lämpötila-antureiden veden lämpötilan ja ajoneuvon sisälämpötilan reaaliaikaisen-palautteen perusteella. Tämä lineaarinen tehonsäätö on samanlainen kuin vaihtuvataajuisen ilmastointilaitteen, mikä tekee siitä energiatehokkaamman-.
4) CAN-vikadiagnoosi
Kun lämmittimessä on toimintahäiriö, kuten vaurioitunut lämmityselementti, ei--toimiva sähkövesipumppu tai CAN-tiedonsiirtomoduulin vika, ohjausjärjestelmä voi näyttää vikatiedot näyttöpaneelissa varoittaakseen käyttäjää ja katkaistakseen korkean jännitteen lämmittimestä ja pysäyttäen lämmityksen.
5) Lämmityselementtien ryhmän suojauksen ohjaus
Kun yksi lämmityselementti epäonnistuu, se irrotetaan, kun taas muut lämmityselementit jatkavat toimintaansa normaalisti, mikä estää koko lämmitintä pysähtymästä ja parantaa tehokkuutta.
