Análisis de soluciones de calefacción para vehículos eléctricos.
Calefacción de aire de alto voltaje
Plan de IMPLEMENTACION
La Figura 7 muestra la estructura del sistema de calefacción de aire de alto voltaje. Retire los tubos de entrada y salida originales del vehículo y el núcleo del calentador, reemplace el núcleo del calentador con un PTC del calentador de aire del mismo tamaño y método de instalación que el núcleo del calentador original del vehículo, luego cambie los circuitos de control relevantes y aísle la medida del núcleo del PTC.
Ventajas
1) No se requieren cambios en la estructura de HVAC.
2) A diferencia de los calentadores de aire de bajo voltaje, que están limitados por muchos factores, como la capacidad de salida de energía, los calentadores de aire de alto voltaje pueden proporcionar una potencia de salida muy fuerte y un calentamiento de alta eficiencia.
3) Al calentar el aire directamente, la temperatura de la sala de conducción aumenta rápidamente.
Desventajas
1) Para que el sistema de aire acondicionado y calefacción cumpla con las normas de descongelación y desempañamiento y los requisitos de calefacción, la potencia de calefacción del PTC debe ser de al menos 3000 W o más. Esta energía supone un consumo enorme en comparación con la capacidad total de la batería, lo que afecta gravemente a la autonomía de los vehículos eléctricos puros.
2) Los PTC con una potencia de calefacción de más de 3 000 W están dispuestos en HVAC, lo que puede causar riesgos de seguridad. El rango de voltaje de funcionamiento del PTC de calefacción de aire de alto voltaje es generalmente de 250 ~ 450 V (CC) y es necesario tomar medidas de aislamiento de alto voltaje. EN60335 requiere que el nivel de aislamiento de los productos de alto voltaje sea mayor o igual a 2 000 V. Al diseñar productos, es necesario considerar las medidas de seguridad del aislamiento multicapa (Figura 8), lo que aumenta considerablemente el coste del producto en sí y dificulta su aplicación.
3) El calentador de aire de alto voltaje está dispuesto en el HVAC. Se requieren medidas de aislamiento para la calefacción de aire de alto voltaje. De lo contrario, cuando la temperatura del calentador de aire de alto voltaje es alta, la carcasa del HVAC producirá olores y afectará la calidad del aire en la cabina.
Calentamiento de agua de alto voltaje
Plan de IMPLEMENTACION
Se agregan un calentador de agua de alto voltaje, un tanque de agua, una bomba de agua y tuberías de agua a la sala de máquinas para formar un sistema cerrado de circulación de agua con el núcleo del calentador original del automóvil.
Ventajas
El sistema es altamente eficiente. Según la tecnología actual de compresores eléctricos, el COP del sistema de bomba de calor es 2,5 a 0 grados y 2,0 a -5 grados. Por tanto, bajo la premisa de generar el mismo calor, utilizar calefacción con bomba de calor es mejor que utilizar calefacción eléctrica. El método de calefacción consume menos electricidad y puede aumentar la autonomía del vehículo.
Dificultades
1) La tecnología de los componentes clave es inmadura: los componentes centrales, como compresores eléctricos, condensadores internos, condensadores evaporativos y válvulas solenoides para tuberías de refrigeración, aún se encuentran en investigación y desarrollo. Para los condensadores evaporativos, reducir la presión interna es un factor clave para mejorar la capacidad máxima de transferencia de calor del producto; Un tamaño de aleta razonable puede reducir el riesgo de escarcha en el condensador evaporativo.
2) Tecnología de control inmadura: la tecnología de control del aire acondicionado de la bomba de calor, especialmente el algoritmo de control de velocidad variable del compresor scroll eléctrico del vehículo y el algoritmo de control de la válvula solenoide (conversión entre el modo de aire acondicionado y el modo de bomba de calor) son inmaduros.
3) El sistema de bomba de calor tiene una estructura compleja, una gran cantidad de piezas y una distribución de cabina difícil.
4) El coste aumenta mucho y el ciclo de desarrollo es largo.
5) A medida que la temperatura ambiente disminuye, el valor COP del sistema de bomba de calor disminuirá. Cuando la temperatura ambiente es inferior a -10 grados, la velocidad del compresor eléctrico debe alcanzar más de 8 000 r/min para mantener el equilibrio térmico. Cuando la velocidad del compresor eléctrico alcanza más de 8 000 r/min, el ruido es muy fuerte y es difícil cumplir con los requisitos de las normas pertinentes. Por lo tanto, el método de calentamiento con bomba de calor está muy limitado por el rango de temperatura.
