Sistema de gestión térmica de bomba de calor para vehículos eléctricos.
Diagrama esquemático del sistema de aire acondicionado de automóvil tradicional.
En los sistemas tradicionales de aire acondicionado de automóviles, el refrigerante se puede encontrar en cuatro estados principales: gas a alta presión, líquido a alta presión, líquido a baja presión y gas a baja presión. Los cuatro componentes clave que conectan estos cuatro estados son el compresor, el condensador, la válvula de expansión y el evaporador. El compresor comprime el refrigerante en la tubería. El refrigerante se condensa de gas a líquido en el condensador situado en la parte delantera del compartimento del motor. Este proceso libera calor. Después de pasar por la válvula de expansión, la presión del refrigerante líquido disminuye repentinamente. Finalmente se vaporiza en el evaporador del interior de la cabina y absorbe mucho calor. Consiguiendo así el efecto refrescante en la cabina. El refrigerante en la tubería mencionado aquí, también llamado refrigerante, tiene las características de fácil vaporización y licuefacción para facilitar la transferencia de calor. El primer refrigerante ampliamente utilizado fue el freón. Posteriormente, debido al daño del freón a la capa de ozono, fue reemplazado gradualmente por tetrafluoroetano con la marca R134A en aplicaciones de aire acondicionado para automóviles. Recientemente, debido al mayor énfasis en la protección del medio ambiente, los refrigerantes se han desarrollado gradualmente hacia los refrigerantes de dióxido de carbono.
Cómo funciona la gestión térmica de la bomba de calor
La razón principal para introducir un sistema de bomba de calor es que los vehículos eléctricos puros o los vehículos híbridos enchufables que admiten la conducción eléctrica pura ya no pueden utilizar el motor como fuente de calor estable para calentarse. Por lo tanto, antes de la introducción del sistema de bomba de calor, la función de calefacción del sistema de aire acondicionado de los vehículos eléctricos se completaba principalmente con calentadores eléctricos, también conocidos como calentadores de resistencia PTC (coeficiente de temperatura positivo). Y debes saber que el calor obtenido mediante la calefacción eléctrica directa reducirá en gran medida la potencia de la batería y la autonomía. Según las estadísticas, cuando se conduce en invierno y se enciende la función de calefacción del aire acondicionado basada en calefacción eléctrica, casi la mitad de la electricidad se utiliza para calefacción. Sólo queda la mitad de la potencia para conducir. El uso de un sistema de bomba de calor para calefacción aumentará significativamente el kilometraje.
Modo de refrigeración del sistema de gestión térmica de la bomba de calor
De hecho, en el sistema de gestión térmica de la bomba de calor, aunque está controlado por múltiples bombas y válvulas, no existe ningún componente llamado bomba de calor HeatPump. Se llama bomba de calor porque el sistema de bomba de calor tiene características similares a las de una bomba de agua al mover agua de un lugar bajo a un lugar alto. Todo el sistema de bomba de calor puede mover calor de un lugar con baja temperatura a un lugar con alta temperatura. Por ejemplo, en verano, el sistema de bomba de calor no recupera la baja temperatura exterior del coche. Por el contrario, desplaza el calor del interior del coche hacia el exterior. Consiguiendo así el efecto refrescante.
Modo de calefacción del sistema de gestión térmica de la bomba de calor
De la misma manera, durante la calefacción en invierno, el sistema de bomba de calor envía calor desde el exterior del vehículo al interior del vehículo. Entonces quizás quieras volver a preguntar: ¿se puede transportar calor dentro del coche incluso si hay decenas de grados bajo cero fuera del coche? Como se mencionó anteriormente, todavía hay calor incluso a temperaturas de decenas de grados bajo cero. El calor se puede transportar.
Entonces, ¿cómo se puede aplicar el sistema de bomba de calor al sistema de aire acondicionado de un automóvil?
Primero, el calor se extrae del ambiente hacia el sistema de bomba de calor. En segundo lugar, el calor se comprime y calienta. Luego, el calor se utiliza para calentar el aire frío de la cabina y calentarlo. El aire calentado se envía a la cabina y el calor después de la descompresión se convierte en calor de baja temperatura y se descarga fuera del vehículo. El sistema de bomba de calor debe tener en cuenta tanto las condiciones de calefacción como de refrigeración. Cuando las válvulas de cierre SV1 y SV4 se cortan y se enciende SV5, el sistema funciona en modo calefacción. El evaporador del automóvil en el modo de refrigeración se utiliza como condensador en el modo de calefacción para proporcionar calor al habitáculo junto con el condensador caliente. En el modo de calefacción, el sistema de gestión térmica de la bomba de calor también puede transferir el calor residual del motor, el control electrónico y el cargador en la tubería de refrigerante azul a la tubería de aire acondicionado de refrigerante roja a través del intercambiador de calor para proporcionar calor a la cabina. Cuando las válvulas de cierre SV1 y SV4 están abiertas y SV5 está apagada, el sistema funciona en el modo de refrigeración y el condensador exterior correspondiente en el modo de refrigeración se utiliza como evaporador en el modo de calefacción.
