¿Por qué los vehículos de combustible tradicional y los vehículos de nueva energía necesitan gestión térmica?
Arquitectura del sistema de gestión térmica de vehículos con motor de combustión interna tradicional: los sistemas de gestión térmica de vehículos tradicionales también giran en torno a la refrigeración del motor. El módulo de gestión térmica se divide en tres subsecciones: motor, aire acondicionado y entrada de aire.
El sistema de gestión térmica de los vehículos de nueva energía consta de tres partes: gestión térmica de la cabina, gestión térmica del sistema de batería y sistema de refrigeración de control electrónico del motor. Los vehículos de nueva energía no tienen motor como fuente de energía térmica y se añade un nuevo sistema de gestión térmica de la batería. Por otro lado, el rendimiento de las baterías y componentes de potencia es sensible a la temperatura, la cual impulsa el intercambiador de calor del Chiller, el equipo de enfriamiento, la válvula de expansión electrónica, la bomba de agua electrónica y el agua electrónica. También aumenta la demanda de válvulas, compresores eléctricos y otras piezas, y se añaden calentadores PTC o sistemas de bomba de calor.
1. El propósito de la gestión térmica del motor: suave arranque en frío y evitar la "ebullición"
Para el sistema de gestión térmica de los vehículos tradicionales con motor de combustión interna, los principales objetivos de la gestión térmica son dos:
(1) En climas fríos, caliente rápidamente el automóvil para lograr un arranque en frío.
(2) En climas cálidos, evite que el motor "hierva". Cuando el motor de un vehículo con motor de combustión interna tradicional se apaga durante un período de tiempo, el motor se ha enfriado y su temperatura es inferior a la temperatura de funcionamiento normal. El aceite del motor regresa al cárter de aceite debido a la gravedad. Cuando se arranca el vehículo nuevamente, el aceite en el cárter de aceite debe transportarse a través de la bomba de aceite a varias partes móviles y pares de fricción a través de los conductos de aceite, y se debe establecer y mantener una cierta presión de aceite.
En zonas frías de invierno, como el noreste a -35 grado, la atomización de la gasolina es extremadamente pobre. Al arrancar, se debe inyectar una cantidad de aceite mucho mayor que la del arranque normal para obtener una mezcla de combustión condicional, y el encendido es difícil y el tiempo de arranque a baja temperatura es obviamente más largo. En términos generales, es normal comenzar con éxito en 15 segundos a -35 grado. La inyección directa en el cilindro mejorará el rendimiento del arranque en frío.
Dado que la temperatura del aceite es muy baja y la viscosidad aumenta, es difícil lubricar rápidamente las piezas del motor en condiciones de baja temperatura, por lo que lleva tiempo aumentar la temperatura del aceite. Por otro lado, los espacios entre las partes internas del motor son grandes y lleva tiempo calentarse. , la holgura especificada sólo se puede alcanzar gradualmente después del precalentamiento y la expansión. Si aún no se ha formado la película de aceite entre los componentes durante el proceso de suministro de aceite y establecimiento de presión de aceite, especialmente los elevadores hidráulicos de válvulas en la culata, es necesario pasar por un proceso de llenado de aceite. En este momento, la holgura de la válvula es grande y se producirá un sonido de "clic" mecánico normal cuando la válvula esté cerrada y asentada. El desgaste mecánico provocado por la dificultad de arranque en frío tiene un impacto muy grave en el motor. Más del 80% del desgaste del motor se produce durante la etapa de arranque en frío.
"Ebullición" significa que el refrigerante anticongelante está hirviendo, lo que muestra un estado de "agua hirviendo". El refrigerante no alcanzará el punto de ebullición en condiciones normales. Si ocurre una situación de "ebullición", significa falla del refrigerante, falla del sistema de enfriamiento de circulación y otros problemas de gestión térmica.
En los últimos años, la industria automotriz nacional se ha desarrollado rápidamente, con la aparición de muchas marcas independientes y los problemas de gestión térmica se han vuelto cada vez más prominentes. La disposición de módulos de refrigeración en el compartimento del motor con espacio limitado provocará inevitablemente grandes obstáculos al flujo de aire de refrigeración, lo que provocará la posibilidad de sobrecalentamiento local. , flujo de aire deficiente en el lado frío y otros problemas. Si el OEM selecciona intercambiadores de calor y ventiladores sin cálculos y análisis razonables para la selección de intercambiadores de calor del sistema de refrigeración, esto dará lugar a problemas con la coincidencia entre los módulos de refrigeración y entre el módulo de refrigeración y el motor. Esto hace que la temperatura del refrigerante sea demasiado alta en condiciones de baja velocidad o condiciones extremas como subidas, lo que a su vez hace que el motor "hierva". Esto además provoca que la resistencia de las bielas, pistones, anillos de pistón y otros componentes se reduzca o deforme, lo que dificulta que el automóvil resista cargas de conducción normales y destruye el funcionamiento normal de varias piezas, lo que afecta la confiabilidad de todo el vehículo.
2. Finalidad de la gestión térmica de los vehículos de nuevas energías: calentar el interior del habitáculo para proporcionar una temperatura de funcionamiento adecuada a los tres sistemas de energía.
La eficiencia térmica de los motores de combustión interna tradicionales puede alcanzar alrededor del 40%. A través de un eficaz sistema de gestión térmica, el calor residual generado por el motor se puede recuperar y proporcionar a la cabina para su calefacción. Sin embargo, los vehículos de nueva energía no pueden utilizar el calor generado por la combustión. Las principales soluciones de calefacción incluyen PTC de aire (calefacción eólica), PTC de calentamiento de agua y aire acondicionado con bomba de calor. El principio de calentamiento del sistema de calentamiento tipo termistor PTC es simple y depende de que la corriente pase a través de una resistencia para generar calor. El PTC utilizado en los vehículos eléctricos puros es un termistor semiconductor.
La característica del PTC es que a medida que aumenta la temperatura, también aumentará la resistencia del material PTC. Esta característica determina que en condiciones de voltaje constante, el calentador PTC se calienta más rápido cuando la temperatura es baja, y cuando la temperatura aumenta, la resistencia se vuelve mayor y la corriente, al ser menor, el PTC consume menos energía, lo que mantiene la temperatura relativamente constante.
El calentador de refrigerante PTC suele combinarse con el circuito de agua de refrigeración del motor; El PTC de calefacción de aire consiste en instalar el PTC directamente en el núcleo del calentador de la cabina, hacer circular el aire en el automóvil a través del soplador y calentar directamente el aire en la cabina a través del calentador PTC. La estructura es relativamente simple. La tecnología PTC tiene las ventajas de un bajo costo, un proceso de fabricación simple y un calentamiento rápido. Sin embargo, el uso de PTC para calentar vehículos eléctricos reducirá seriamente la autonomía del vehículo, y el COP de la tecnología PTC es inferior a 1 y la eficiencia es baja. En este contexto, la tecnología de bombas de calor ha atraído cada vez más atención.
