Tres etapas del vehículo de nueva energía
Desarrollo del sistema de gestión térmica
Etapa 1
Sistema de gestión térmica de primera-generación: batería-refrigerada por aire-o por líquido-, calefacción PTC y refrigeración líquida controlada electrónicamente por el motor, todos funcionando de forma independiente.
En las primeras etapas del desarrollo de vehículos de nueva energía, la atención se centró principalmente en reemplazar el motor de los vehículos de gasolina por baterías y motores. Durante la conducción normal, el sistema de batería genera calor y su temperatura de funcionamiento eficiente es de 15 a 35 grados. La refrigeración por aire se adoptó ampliamente en los primeros vehículos de nueva energía debido a su estructura simple, bajo costo y facilidad de mantenimiento.
A medida que aumentaba la potencia del motor y de carga, la refrigeración por aire ya no podía cumplir con los requisitos de gestión térmica de la batería, lo que llevó a una actualización gradual a la refrigeración líquida. En invierno, debido a las bajas temperaturas ambientales, se utilizó calefacción PTC para calentar el refrigerante, que luego transfirió el calor al sistema de batería. La refrigeración del habitáculo continuó utilizando el sistema de la era-de los vehículos de gasolina: los compresores de aire acondicionado mecánicos se actualizaron a compresores eléctricos; El calentamiento se lograba típicamente utilizando calentamiento PTC. Las ventajas generales de esta solución fueron la simplicidad, el bajo costo y la baja complejidad estructural; las desventajas eran el alto consumo de energía y la corta autonomía en invierno.
Etapa 2
Sistema de gestión térmica de segunda-generación: refrigeración líquida de la batería, calefacción PTC y refrigeración líquida del motor/control electrónico. Este sistema utiliza el calor residual del motor/sistema de control electrónico para calentar el sistema de batería, logrando un reciclaje térmico.
Basado en la primera generación, este sistema conecta el motor/control electrónico y los circuitos de gestión térmica de la batería en serie y en paralelo, utilizando completamente el calor residual del motor/sistema de control electrónico para calentar el sistema de batería. Esto reduce el uso de PTC en invierno, mejora la eficiencia general de la gestión térmica de los vehículos eléctricos y aumenta su autonomía.
Por ejemplo, el XPeng P7 utiliza una válvula de cuatro-vías para conectar el circuito de refrigeración del motor/control electrónico y el circuito de refrigeración del conjunto de la batería. Cuando el paquete de baterías no requiere calentamiento, el calor del circuito de control electrónico/motor se disipa a través del conjunto del radiador del motor del módulo frontal-. Cuando se necesita calefacción, el refrigerante elimina el calor del motor/sistema de control electrónico y fluye a través del circuito de refrigeración del paquete de baterías. Si el calor es insuficiente, el PTC proporciona calefacción auxiliar para ahorrar energía.
El sistema de gestión térmica de segunda-generación todavía utiliza PTC para satisfacer las necesidades de calefacción de la cabina y la batería. La calefacción de la cabina generalmente se logra mediante un calentador PTC calentado por ventilador.
Elcalentador PTCcalienta el aire circundante y luego el sistema de soplado sopla el aire hacia la cabina para lograr la función de calefacción. Alternativamente, se puede usar un calentador PTC a base de agua- para calentar el refrigerante, que luego fluye a través del núcleo del calentador para calentar la cabina. Las necesidades de calefacción del sistema de batería se satisfacen principalmente mediante el uso de un calentador PTC a base de agua-para calentar el refrigerante y, por tanto, el paquete de batería.
Sin embargo, los calentadores PTC suelen tener una potencia de salida de 1 a 6 kW, lo que añade un consumo de energía adicional de 4 a 6 kWh cada 100 km. Por ejemplo, con un tiempo de conducción con carga completa de 4 a 5 horas, la calefacción PTC puede reducir la autonomía de un vehículo de nueva energía entre 100 y 150 km, razón por la cual la autonomía se reduce cuando la calefacción está encendida en invierno.
Etapa 3
Sistema de Gestión Térmica de Tercera Generación: Esta etapa agrega un sistema de bomba de calor, lo que resulta en un sistema general más eficiente y complejo.sistema de gestión térmica. Los sistemas basados en refrigerante y agua-están integrados, lo que representa una tendencia hacia una mayor integración, ejemplificada por el Tesla Model Y.
En el lado del refrigerante, se agregan un condensador interior y una válvula de tres-vías de refrigerante para cumplir con los requisitos de calefacción de la bomba de calor, reemplazando el calentador PTC de alta-presión original. Dos calentadores PTC de baja-presión adicionales proporcionan principalmente funciones de descongelación, desempañamiento y calefacción auxiliar. En términos generales, sustituir el sistema existente por una bomba de calor ahorrará entre 2 y 3 kWh de electricidad cada 100 kilómetros, logrando una mejora general de la autonomía del 10% al 15%.
