Descripción general de los sistemas de refrigeración en vehículos de nueva energía
I. Descripción general de los sistemas de refrigeración
El sistema de refrigeración de un vehículo de nueva energía, descrito más exactamente como sistema de gestión térmica, tiene la tarea principal de garantizar que componentes clave como la batería, el motor y el sistema de control electrónico funcionen dentro de su rango de temperatura óptimo para garantizar la seguridad, el rendimiento, la vida útil y la autonomía del vehículo.
1. Seguridad: Evita el descontrol térmico causado por el sobrecalentamiento de la batería.
2. Rendimiento: garantiza que el sistema de propulsión eléctrica no limite la producción de energía debido al sobrecalentamiento bajo cargas elevadas (como aceleraciones rápidas y conducción a alta-velocidad).
3. Vida útil: Mantener la temperatura de la batería dentro de un rango ideal (normalmente alrededor de 30 grados) ralentiza significativamente la degradación de la capacidad de la batería.
4. Campo de prácticas: la gestión térmica eficiente reduce el consumo de energía para calefacción o refrigeración y hace un uso racional del calor residual, aumentando así el campo de prácticas real.
II. Composición y Funciones del Sistema de Gestión Térmica
El sistema de gestión térmica de un vehículo de nueva energía normalmente se compone de los siguientes subsistemas acoplados entre sí:
1. Sistema de gestión térmica de la batería eléctrica
Este es el aspecto central y más desafiante de todo el sistema.
(1) Objetivo:Para mantener una temperatura uniforme del paquete de baterías y mantenerlo dentro de su ventana de funcionamiento óptima en un entorno externo que oscila entre -30 grados y 55 grados.
(2) Métodos de enfriamiento:
① Refrigeración por aire: estructura simple y bajo costo, pero baja eficiencia de enfriamiento y poca uniformidad de temperatura; Se utiliza principalmente en modelos de gama temprana o{0}}baja.
② Refrigeración líquida: actualmente la solución principal. El intercambio de calor se produce a través del refrigerante que fluye a través de placas de refrigeración líquida dentro del paquete de baterías. Alta eficiencia, buena uniformidad de temperatura y admite carga rápida y alta potencia de salida.
③ Enfriamiento directo (enfriamiento por refrigerante): utiliza el refrigerante del aire acondicionado para evaporar y absorber directamente el calor dentro del paquete de baterías; La velocidad de enfriamiento más rápida, pero el sistema es complejo y costoso.
(3) Métodos de calentamiento:
① Calentador PTC: dividido en PTC calentado por aire-(aire de calefacción) y PTC calentado por agua-(refrigerante de calefacción). Este último es actualmente más convencional y se puede integrar con el sistema de refrigeración líquida.
② Integración de aire acondicionado con bomba de calor: absorbe el calor del medio ambiente; su ratio de eficiencia energética es mucho mayor que el del PTC, lo que la convierte en una tecnología clave para mejorar la autonomía en invierno.
2. Sistema de gestión térmica del control eléctrico y del motor
(1) Objetivo: disipar el calor de los componentes de alta-potencia, como el motor, el controlador del motor (inversor) y el-cargador integrado, evitando la degradación del rendimiento o daños debido a las altas temperaturas.
(2) Método: Se utiliza principalmente refrigeración líquida. Por lo general, comparte un circuito de refrigerante con el sistema de enfriamiento líquido de la batería, pero está ramificado y controlado a través de válvulas, intercambiadores de calor y otros componentes.
3. Sistema de gestión térmica del aire acondicionado (cabina)
(1) Objetivo: Proporcionar refrigeración y calefacción al habitáculo.
(2) Enfriamiento: similar a los automóviles tradicionales, utiliza un compresor eléctrico para lograr el ciclo de enfriamiento.
(3) Calefacción:
① Calefacción PTC: una solución temprana que proporciona un calentamiento rápido pero con un consumo de energía extremadamente alto, lo que afecta gravemente la autonomía en invierno.
② Aire acondicionado con bomba de calor: la tendencia de desarrollo actual-de gama alta y generalizada. Utiliza una válvula de inversión de cuatro-vías para cambiar el flujo de refrigerante, "transfiriendo" calor del aire exterior de baja-temperatura al interior del vehículo, logrando una relación de eficiencia energética 2-3 veces mayor que el PTC.
III. Principales modos de funcionamiento
1. Funcionamiento con temperatura alta-en verano
(1) La batería/motor requiere disipación de calor, la cabina requiere refrigeración.
(2) El sistema prioriza el aire acondicionado para la refrigeración de la cabina y utiliza el sistema de refrigeración para una refrigeración eficiente de la batería.
(3) El calor del motor se disipa a través de un radiador de baja-temperatura.
2. Funcionamiento con temperatura baja-en invierno (sin bomba de calor)
(1) La batería requiere calefacción, la cabina requiere calefacción.
(2) Depende principalmente de un PTC de alta-potencia, lo que genera un consumo de energía extremadamente alto y un alcance significativamente reducido.
3. Funcionamiento a baja temperatura-en invierno (con bomba de calor + recuperación de calor residual)
(1) Modo ideal. La bomba de calor extrae calor del ambiente para la cabina.
(2) El calor residual del sistema de propulsión eléctrica se recoge y se le da prioridad para el calentamiento de la batería; el calor restante contribuye a la calefacción de la cabina.
(3) Reduce significativamente la frecuencia de uso de PTC, mejorando efectivamente el alcance en invierno.
4. Operación de carga rápida
(1) La carga de alta-corriente genera una gran cantidad de calor, lo que requiere enfriamiento activo.
(2) El sistema enciende el aire acondicionado y utiliza el sistema de enfriamiento para enfriar la batería para garantizar la velocidad de carga y la seguridad.
