Tradiciniai šilumos siurblių oro kondicionieriai pasižymi mažu šildymo efektyvumu ir nepakankamu šildymo pajėgumu šaltoje aplinkoje, o tai riboja elektromobilių taikymo galimybes. Todėl buvo sukurta ir pritaikyta eilė metodų, skirtų pagerinti šilumos siurblių oro kondicionierių veikimą žemos temperatūros sąlygomis. Racionaliai padidinus antrinio šilumos mainų kontūrą, aušinant akumuliatorių ir variklio sistemą, likusi šiluma yra perdirbama, siekiant pagerinti elektromobilių šildymo pajėgumą žemos temperatūros sąlygomis. Eksperimentiniai rezultatai rodo, kad šilumos atgavimo šilumos siurblio oro kondicionieriaus šildymo pajėgumas yra žymiai didesnis, palyginti su tradiciniu šilumos siurblio oro kondicionieriumi. „Tesla Model Y“ ir „Volkswagen ID4“ naudojami šilumos atgavimo šilumos siurbliai su gilesniu kiekvienos šilumos valdymo posistemės sujungimo laipsniu ir didesniu transporto priemonės šilumos valdymo sistemos integracijos laipsniu. Buvo pritaikyti CROZZ ir kiti modeliai (kaip parodyta dešinėje). Tačiau, kai aplinkos temperatūra žemesnė ir regeneruojamos mažesnės šilumos, vien šilumos atgavimas negali patenkinti šildymo pajėgumo poreikio žemos temperatūros aplinkoje, todėl minėtais atvejais vis tiek reikalingi PTC šildytuvai, kad būtų kompensuotas šildymo pajėgumo trūkumas. Tačiau palaipsniui gerinant elektromobilio šiluminio valdymo integracijos lygį, galima padidinti išgaunamos šilumos kiekį, pagrįstai padidinant variklio generuojamą šilumą, taip padidinant šilumos siurblio sistemos šildymo galią ir COP, ir vengiant naudotiPTC aušinimo skysčio šildytuvas/PTC oro šildytuvas. Dar labiau sumažindama šilumos valdymo sistemos užimamą erdvę, ji patenkina elektromobilių šildymo poreikius žemos temperatūros aplinkoje. Be akumuliatorių ir variklių sistemų šilumos atgavimo ir panaudojimo, grįžtamojo oro panaudojimas taip pat yra būdas sumažinti šilumos valdymo sistemos energijos suvartojimą žemos temperatūros sąlygomis. Tyrimų rezultatai rodo, kad žemos temperatūros aplinkoje pagrįstos grįžtamojo oro panaudojimo priemonės gali sumažinti elektromobilių reikalingą šildymo galią 46–62 %, tuo pačiu išvengiant langų rasojimo ir apledėjimo, o šildymo energijos suvartojimą – iki 40 %. „Denso Japan“ taip pat sukūrė atitinkamą dvigubo sluoksnio grįžtamojo oro/šviežio oro struktūrą, kuri gali 30 % sumažinti vėdinimo sukeliamus šilumos nuostolius, tuo pačiu išvengiant rasojimo. Šiame etape elektromobilių šilumos valdymo prisitaikymas prie aplinkos ekstremaliomis sąlygomis palaipsniui gerėja ir vystosi integracijos bei ekologiškumo linkme.
Siekiant dar labiau pagerinti akumuliatoriaus šilumos valdymo efektyvumą esant didelėms galios sąlygoms ir sumažinti šilumos valdymo sudėtingumą, tiesioginio aušinimo ir tiesioginio šildymo akumuliatoriaus temperatūros valdymo metodas, kai šaltnešis tiesiogiai siunčiamas į akumuliatorių bloką šilumos mainams, taip pat yra dabartinis techninis sprendimas. Tiesioginio šilumos mainų tarp akumuliatorių bloko ir šaltnešio šilumos valdymo konfigūracija parodyta dešinėje esančiame paveikslėlyje. Tiesioginio aušinimo technologija gali pagerinti šilumos mainų efektyvumą ir šilumos mainų greitį, pasiekti tolygesnį temperatūros pasiskirstymą akumuliatoriaus viduje, sumažinti antrinės kilpos apimtį ir padidinti sistemos šilumos atgavimą, taip pagerinant akumuliatoriaus temperatūros valdymo našumą. Tačiau dėl tiesioginio šilumos mainų technologijos tarp akumuliatoriaus ir šaltnešio, aušinimo ir šildymo efektyvumą reikia padidinti naudojant šilumos siurblio sistemą. Viena vertus, akumuliatoriaus temperatūros valdymą riboja šilumos siurblio oro kondicionavimo sistemos paleidimas ir sustabdymas, o tai turi tam tikrą įtaką šaltnešio kilpos veikimui. Kita vertus, tai taip pat riboja natūralių aušinimo šaltinių naudojimą pereinamaisiais metų laikais, todėl šią technologiją dar reikia toliau tirti, tobulinti ir taikyti.
Pagrindinių komponentų tyrimų pažanga
Elektromobilio šiluminio valdymo sistema (HVCH) sudaro daug komponentų, daugiausia elektriniai kompresoriai, elektroniniai vožtuvai, šilumokaičiai, įvairūs vamzdynai ir skysčių rezervuarai. Tarp jų kompresorius, elektroninis vožtuvas ir šilumokaitis yra pagrindiniai šilumos siurblio sistemos komponentai. Kadangi lengvųjų elektrinių transporto priemonių paklausa ir sistemų integracijos laipsnis toliau didėja, elektrinių transporto priemonių šilumos valdymo komponentai taip pat vystosi lengvumo, integruotumo ir moduliarumo kryptimi. Siekiant pagerinti elektrinių transporto priemonių pritaikomumą ekstremaliomis sąlygomis, taip pat kuriami ir atitinkamai taikomi komponentai, kurie gali normaliai veikti ekstremaliomis sąlygomis ir atitinka automobilių šilumos valdymo našumo reikalavimus.
Įrašo laikas: 2023 m. balandžio 4 d.
