Uuden energian ajoneuvon kolme vaihetta
Lämmönhallintajärjestelmän kehittäminen
Vaihe 1
Ensimmäisen-sukupolven lämmönhallintajärjestelmä: Akkuilma--- tai nestejäähdytteinen-, PTC-lämmitys ja moottorin elektronisesti ohjattu nestejäähdytys, kaikki toimivat itsenäisesti.
Uusien energiaajoneuvojen kehittämisen alkuvaiheessa painopiste oli ensisijaisesti bensiiniautojen moottorin vaihtamisessa akuilla ja moottoreilla. Normaalin ajon aikana akkujärjestelmä tuottaa lämpöä, jonka tehokas käyttölämpötila on 15-35 astetta. Ilmajäähdytys otettiin laajalti käyttöön varhaisissa uusissa energiaajoneuvoissa sen yksinkertaisen rakenteen, alhaisten kustannusten ja huollon helppouden vuoksi.
Moottorin ja lataustehon lisääntyessä ilmajäähdytys ei enää pystynyt täyttämään akun lämmönhallintavaatimuksia, mikä johti asteittaiseen päivittämiseen nestejäähdytykseen. Talvella alhaisempien ympäristön lämpötilojen vuoksi jäähdytysnesteen lämmittämiseen käytettiin PTC-lämmitystä, joka siirsi lämmön sitten akkujärjestelmään. Matkustamon jäähdytystä jatkettiin bensiiniajoneuvon-aikakauden järjestelmällä: mekaaniset ilmastointikompressorit päivitettiin sähkökompressoreihin; lämmitys saavutettiin tyypillisesti PTC-lämmityksellä. Tämän ratkaisun yleiset edut olivat yksinkertaisuus, alhaiset kustannukset ja alhainen rakenteellinen monimutkaisuus; Haittoja olivat korkea energiankulutus ja lyhyt ajomatka talvella.
Vaihe 2
Toisen-sukupolven lämmönhallintajärjestelmä: Akun nestejäähdytys, PTC-lämmitys ja moottorin/elektronisesti ohjattava nestejäähdytys. Tämä järjestelmä hyödyntää moottorin/elektronisen ohjausjärjestelmän hukkalämpöä akkujärjestelmän lämmittämiseen, mikä saavuttaa lämpökierrätyksen.
Ensimmäisen sukupolven pohjalta tämä järjestelmä yhdistää moottorin/elektronisen ohjaus- ja akun lämmönhallintapiirit sarjaan ja rinnan hyödyntäen täysin moottorin/elektronisen ohjausjärjestelmän hukkalämpöä akkujärjestelmän lämmittämiseen. Tämä vähentää PTC:n käyttöä talvella, parantaa sähköajoneuvojen yleistä lämmönhallintatehokkuutta ja lisää niiden ajomatkaa.
Esimerkiksi XPeng P7 käyttää nelitieventtiiliä moottorin/elektronisen ohjauksen jäähdytyspiirin ja akkuyksikön jäähdytyspiirin yhdistämiseen. Kun akkupaketti ei vaadi lämmitystä, moottorin/elektronisen ohjauspiirin lämpö haihtuu etupään moduulin moottorin patterikokoonpanon läpi. Kun lämmitystä tarvitaan, jäähdytysneste kuljettaa lämmön pois moottori-/elektroniikkaohjausjärjestelmästä ja virtaa akun jäähdytyspiirin läpi. Jos lämpö on riittämätön, PTC tarjoaa lisälämmityksen energian säästämiseksi.
Toisen-sukupolven lämmönhallintajärjestelmä käyttää edelleen PTC:tä matkustamon ja akun lämmitystarpeiden täyttämiseen. Ohjaamon lämmitys saavutetaan yleensä tuulettimella-lämmitetyllä PTC-lämmittimellä.
ThePTC lämmitinlämmittää ympäröivän ilman, ja sitten puhallinjärjestelmä puhaltaa ilmaa ohjaamoon lämmitystoiminnon saavuttamiseksi. Vaihtoehtoisesti vesi-pohjaista PTC-lämmitintä voidaan käyttää jäähdytysnesteen lämmittämiseen, joka sitten virtaa lämmittimen sydämen läpi lämmittääkseen matkustamoa. Akkujärjestelmän lämmitystarpeet täytetään ensisijaisesti käyttämällä vesi-PTC-lämmitintä jäähdytysnesteen ja siten akun lämmittämiseen.
PTC-lämmittimien teho on kuitenkin tyypillisesti 1–6 kW, mikä lisää 4–6 kWh ylimääräistä energiankulutusta 100 kilometriä kohden. Esimerkiksi täydellä latauksella 4-5 tunnin ajoajalla PTC-lämmitys voi pienentää uuden energia-ajoneuvon toimintasädettä 100-150 km, minkä vuoksi toimintasäde pienenee, kun lämmitin on päällä talvella.
Vaihe 3
Kolmannen sukupolven lämmönhallintajärjestelmä: Tämä vaihe lisää lämpöpumppujärjestelmän, mikä johtaa tehokkaampaan ja monimutkaisempaan kokonaisuuteenlämmönhallintajärjestelmä. Kylmäaine- ja vesipohjaiset järjestelmät on integroitu, mikä edustaa suuntausta kohti parempaa integraatiota, esimerkkinä Tesla Model Y.
Kylmäainepuolelle on lisätty sisälauhdutin ja kylmäaineen kolmitieventtiili täyttämään lämpöpumpun lämmitysvaatimukset, ja ne korvaavat alkuperäisen korkeapaineisen -PTC-lämmittimen. Kaksi muuta matalapaineista -PTC-lämmitintä tarjoavat pääasiassa huurteenpoisto-, huurteenpoisto- ja lisälämmitystoimintoja. Yleisesti ottaen nykyisen järjestelmän korvaaminen lämpöpumpulla säästää sähköä 2-3 kWh 100 kilometriä kohden, jolloin saavutetaan 10-15% kokonaissäästöparannus.
