Lämpöpumpun integroidun lämmönhallintajärjestelmän tutkimus
puhtaasti sähkökäyttöisiin hyötyajoneuvoihin
1. Perinteinen lämmönhallintajärjestelmä
Lämmönhallintajärjestelmiä, joita käytetään yleisesti puhtaasti sähköisten hyötyajoneuvojen suunnittelussa päälämmönlähteitä varten, ovat tehoakkujärjestelmän lämmönhallinta (BTMS), ilmastointijärjestelmän lämmönhallinta ja moottorin elektronisen ohjausjärjestelmän lämmönhallinta. Perinteinen hajautettu lämmönhallintajärjestelmä on se, että akun, ilmastointilaitteen ja moottorin elektronisen ohjausjärjestelmän kolme silmukkaa ovat toisistaan riippumattomia. Jokaisessa on täydellinen lämpötilansäätöjärjestelmä ja putkistojärjestelmä. Siksi auton käytön aikana tietylle järjestelmälle on sähkölämmitysjärjestelmä. Samanaikaisesti toisen komponentin tai järjestelmän ulkoista lämmönpoistoenergiaa ei hyödynnetä täysimääräisesti, mikä ei pelkästään aiheuta energiahukkaa, vaan on myös haitallista energiansäästölle ja ympäristönsuojelulle. Toisaalta koko lämmönhallintajärjestelmän alhaisen integrointitason vuoksi putkistot ovat monimutkaisia, osien määrä on suuri, kustannukset korkeat ja ajoneuvon laatu on raskas. Tämä myös nopeuttaa akun virrankulutusta ajoneuvon käytön aikana ja lyhentää ajoneuvon käyttöikää. Ajokilometreillä on huomattava vaikutus auton taloudellisuuteen.
2. Lämpöpumpputyyppinen integroitu lämmönhallintajärjestelmä
Integroitujen lämmönhallintajärjestelmien pohjalta, jotta akkujen korkea lämpötilaherkkyys voitaisiin vastata paremmin, puhtaiden sähkökäyttöisten hyötyajoneuvojen lämmönhallinnan monimutkaisuus ja hienostuneisuus lisääntyvät edelleen, ja joitain innovatiivisia sovelluksia lisätään, kuten lämpöpumpputekniikka. on yksi niistä. Lämpöpumppu ei itse tuota lämpöä, vaan on vain lämmön kuljettaja. Käänteisen Carnot-syklin periaatteella (kuva 1) se käyttää pienen määrän sähköenergiaa yksikön ohjaamiseen, kierrättää työväliainetta naamioituneessa vaiheessa ja imee, puristaa ja lämmittää heikkolaatuista lämpöenergiaa ennen sen hyödyntämistä. Lämpöpumpun pääkomponentit ovat kylmäaine, kompressori, lauhdutin, paisuntaventtiili ja höyrystin. Se on suljettu silmukka, jossa väliaine, kylmäaine/kylmäaine, puristetaan jatkuvasti kokoon ja laajenee piirissä. Joka kerta kun sitä puristetaan ja laajennetaan (eli jokaisessa toimintajaksossa), kylmäaine "poistaa" lämpöä matalan lämpötilan ympäristöstä ja siirtää sen korkean lämpötilan ympäristöön. Ilmaa ei käytetä kylmäaineena, vaikka se ei aiheuta saastumista ja on ilmaista, koska sen lämpöhyötysuhde sykliä kohden on melko alhainen. Varsinaisena kylmäaineena käytetään nestettä, joka haihtuu absorboiessaan lämpöä ja kondensoituessaan haihduttaessaan lämpöä. Nestemuodon vaihtamisprosessi voi parantaa huomattavasti lämpötehokkuutta jokaisessa työjaksossa. Lämpöpumppujärjestelmässä on kaksi toimintatilaa: jäähdytys ja lämmitys. Integroimalla lämpöpumpputeknologiaa integroituihin lämmönhallintajärjestelmiin voidaan kehittää uusia lämpöpumpputyyppisiä integroituja lämmönhallintajärjestelmiä. Tätä tekniikkaa käyttävä lämpöpumppuilmastointijärjestelmä käyttää sähköistä ilmastointikompressoria ja hyödyntää jäähdytyskierron palautuvia ominaisuuksia jäähdytyksen ja lämmityksen yhdistämiseen. Sen etuna on hyvä monipuolisuus, kompakti rakenne, korkea hyötysuhde, energiansäästö ja ympäristönsuojelu, ja siitä on tullut uudenlainen ajoneuvon ilmastointilaite. trendi. Talvisin lämmitysolosuhteissa COP (Cafter of Performance) voi olla 2–4. Energiatehokkuus on moninkertainen verrattuna puhtaiden sähköajoneuvojen alalla yleisesti käytettävään PTC-lämmitysjärjestelmään, joka voi tehokkaasti pidentää ajomatkaa enemmän kuin 20 %. Nykyiset lämpöpumppujärjestelmätyypit sisältävät pääasiassa suoralämpöpumppu-ilmastointijärjestelmät, epäsuorat lämpöpumppuilmastointijärjestelmät sekä ilmaa täydentävät ja entalpiaa lisäävät suorat lämpöpumppuilmastointijärjestelmät. Kuten kuvasta 2 näkyy, niitä voidaan käyttää lämmitykseen ja jäähdytykseen. Maallikon termein nelitiesuuntaventtiilin käyttö lämpöpumppujärjestelmässä voi vaihtaa lämpöpumppuilmastointilaitteen höyrystimen ja lauhduttimen toiminnot ja muuttaa lämmönsiirron suuntaa, jolloin saadaan aikaan jäähdytysvaikutus kesällä ja lämmitys talvella.
3. Lämpöpumpun integroidun lämmönhallintajärjestelmän edut ja haitat
Tärkeimmät edut ovat: 1) Vahva järjestelmäintegraatio: useita lämmönhallinnan alajärjestelmiä on integroitu yhdeksi järjestelmäksi yhtenäisen ohjauksen ja optimoinnin saavuttamiseksi; tämä auttaa vähentämään järjestelmän monimutkaisuutta ja parantamaan hallinnan tehokkuutta. 2) Energiatehokkuus Säätämällä tarkasti kunkin komponentin lämpötilaa ja lämpövirtaa voidaan energiaa käyttää tehokkaammin ja energiankulutusta vähentää. 3) Älykäs hallinta: Yleensä varustettu edistyneillä antureilla ja ohjausjärjestelmillä, jotka voivat seurata ja säätää järjestelmän toimintatilaa reaaliajassa älykkään hallinnan saavuttamiseksi. 4) Ympäristöön sopeutuvuus: Toimintastrategiaa voidaan säätää automaattisesti ympäristöolosuhteiden mukaan järjestelmän mukautuvuuden ja vakauden parantamiseksi. 5) Asennus ja huolto: Integroidulla lämmönhallintajärjestelmällä on kompakti rakenne ja se on helppo asentaa.
Tärkeimmät haitat ovat: 1) Korkeat tekniset vaikeudet: useita osajärjestelmiä on integroitava, tekniset vaikeudet ovat suhteellisen korkeat ja vaaditaan ammattitaitoista teknistä tukea. 2) Suuri alkuinvestointi: Koska integroitu lämmönhallinta edellyttää useiden osajärjestelmien integrointia, alkuinvestointi on suhteellisen suuri. 3) Korkeat ylläpitokustannukset: Järjestelmän monimutkaisuuden vuoksi myös integroidun lämmönhallinnan ylläpitokustannukset ovat suhteellisen korkeat. Yhteenvetona voidaan todeta, että lämpöpumpun integroidulla lämmönhallinnalla, jonka tarkoituksena on parantaa ajoneuvon kokonaisvaltaista suorituskykyä, integroidun suunnittelun optimoinnin tasoa sekä monijärjestelmän koordinoidun ohjauksen ja yleisen hallinnan keinoja, on suuria etuja energiankäyttötehokkuudessa, älykäs. hallinta, ympäristöön sopeutumiskyky ja pitkän aikavälin suorituskyky. Sillä on merkittäviä etuja eliniän ja muiden näkökohtien suhteen, ja nämä edut ovat yleinen suuntaus ajoneuvojen lämmönhallinnan kehityksessä tulevaisuudessa.
