Fűtési megoldás tisztán elektromos járművekhez
Az energiatakarékosság és a környezetvédelem ma a világ közös témája, és a tisztán elektromos járművek a jövőben az autóipar fejlődésének elkerülhetetlen trendjévé válnak. Kényelmes közlekedési eszközként az autó menetkényelme is kulcsfontosságú tényező. A tisztán elektromos járművek kioltják a motort, és nem használják a motor hűtőfolyadékának hulladékhőjét hőforrásként. Ez nagy kihívás a tisztán elektromos járművek fülkefűtése szempontjából, és további fűtési módok fejlesztési lehetőségét is magával hozza. Jelenleg az üzemanyag-fűtés, az elektromos fűtés és a hőszivattyús fűtés tekinthető a tisztán elektromos járművek fülkefűtésének megoldásának.
A legtöbb elektromos fűtési módszer PTC fűtést használ. A PTC a pozitív hőmérsékleti együttható rövidítése, ami pozitív hőmérsékleti együtthatót jelent, és általában nagy pozitív hőmérsékleti együtthatóval rendelkező félvezető anyagokat vagy alkatrészeket jelent. Általában a PTC, amelyre hivatkozunk, a pozitív hőmérsékleti együttható termisztorra, vagy röviden PTC termisztorra utal. A PTC termisztor egy tipikus hőmérséklet-érzékeny félvezető ellenállás. Ha túllép egy bizonyos hőmérsékletet (Curie-hőmérséklet), ellenállása a hőmérséklet emelkedésével meredeken növekszik. Ez azt jelenti, hogy a PTC fűtőelem teljesítménye hirtelen minimális értékre csökken, aminek következtében a hőmérséklet visszatér a Curie-hőmérséklet alá. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően a PTC fűtőberendezések előnye az állandó hőmérsékletű fűtés, a nyílt láng hiánya és a hosszú élettartam.
Kisfeszültségű légfűtés
A gépházba vízszivattyú, vízcső, háromutas szelep, fűtőmag, motor és radiátor víztartály kerül, így zárt vízkeringtető rendszert alkotnak, a HVAC szerkezethez pedig egy kisfeszültségű légfűtőt adnak. A légkondicionáló vezérlőjének fűtéskapcsolójának bekapcsolásakor a B háromutas szelep megváltoztatja a hűtőfolyadék irányát, hogy a hűtőfolyadék áthaladjon a fűtőmagon. Az autó belső hőmérséklet-érzékelőjének szabályozási hőmérséklete, az autó belső hőmérséklete, a vízszivattyú nyitási hőmérséklete, valamint a háromutas szelep A hőmérséklet és a hűtőfolyadék hőmérsékletének szabályozása szerint a PTC és a fűtőmag működési állapotának szabályozása érdekében. A klímaszabályozó fűtéskapcsolójának kikapcsolásakor a B háromutas szelep ismét megváltoztatja a hűtőfolyadék irányát, így a hűtőfolyadék nem jut át a fűtőmagon.
Előnyök
Mivel a fűtőmag a hűtőfolyadék hulladékhőjét használja fel, megtakaríthatja az alacsony feszültségű légfűtő teljesítményét, és megoszthatja a motor hűtési funkciójának egy részét, csökkentve a radiátor víztartályának teljesítményét.
Hátrányok
1) Az örökölt részek módosításának mértéke viszonylag nagy, és a módosítás költsége magas.
2) A kisfeszültségű légfűtő használata bizonyos mennyiségű helyreigazítási helyet igényel az eredeti jármű klímafűtőjének alsó részén. A PTC kiegészítő fűtőberendezés hozzáadása azonban megváltoztatja a fűtőventillátor-szerelvény házát. Ha a fűtőmag alá PTC segédeszközt szeretne beépíteni, akkor a burkolat alsó részén lévő légcsatornát és lábfúvó csatornát lefelé kell mozgatni.
3) A vezérlő áramkört újra meg kell változtatni, és hozzá kell adni a vezérlőelemeket és néhány csővezetéket, hogy a vezérlő vezérelhesse a vízszivattyút és a háromutas szelepet. Az ellenőrzés bonyolult, és a költségek jelentősen megnőnek.
4) A PTC a pilótafülkében van elhelyezve, ami bizonyos biztonsági kockázatokat rejt magában.
Nagyfeszültségű légfűtés
Távolítsa el az eredeti jármű bemeneti és kimeneti csöveket és a fűtőmagot, cserélje ki a fűtőmagot az eredeti járműfűtőmaggal megegyező méretű és beépítési móddal megegyező méretű légfűtő PTC-re, majd változtassa meg a megfelelő vezérlőáramköröket, és szigetelje le a PTC magmértékét.
Előnyök
1) A HVAC szerkezetében nincs szükség változtatásra.
2) Ellentétben az alacsony feszültségű légfűtéses fűtőberendezésekkel, amelyeket számos tényező korlátoz, például a teljesítményteljesítmény, a nagyfeszültségű légfűtőberendezések nagyon erős teljesítményt és nagy hatásfokú fűtést biztosítanak.
3) A levegőt közvetlenül melegítve a vezetési helyiség hőmérséklete gyorsan emelkedik.
Hátrányok
1) Ahhoz, hogy a légkondicionáló és fűtési rendszer megfeleljen a jégmentesítési és páramentesítési előírásoknak, valamint a fűtési követelményeknek, a PTC fűtőteljesítményének legalább 3000 W-nak kell lennie. Ez a teljesítmény a teljes akkumulátorkapacitáshoz képest nagyon nagy fogyasztó, ami komolyan befolyásolja a tisztán elektromos járművek hatótávolságát.
2) A 3 000 W-nál nagyobb fűtőteljesítményű PTC-ket HVAC-ban helyezik el, ami biztonsági kockázatot jelenthet. A nagyfeszültségű levegőfűtés PTC üzemi feszültségtartománya általában 250–450 V (DC), és nagyfeszültségű szigetelési intézkedéseket kell tenni. Az EN60335 előírja, hogy a nagyfeszültségű termékek szigetelési szintje nagyobb vagy egyenlő legyen, mint 2 000 V. A termékek tervezésénél figyelembe kell venni a többrétegű szigetelés biztonsági intézkedéseit (8. ábra), ami nagymértékben növeli magának a terméknek a költsége, és megnehezíti a termék alkalmazását.
3) A nagyfeszültségű légfűtéses fűtőelem a HVAC-ban van elhelyezve. A nagyfeszültségű légfűtéses fűtőberendezés szigetelésére van szükség. Ellenkező esetben, ha a nagyfeszültségű légfűtés hőmérséklete magas, a HVAC burkolat szagot bocsát ki, és befolyásolja a fülke levegőminőségét.
Nagyfeszültségű vízmelegítés
A nagyfeszültségű vízmelegítő, víztartály, vízszivattyú és vízcsövek a géptérbe kerültek, így zárt vízkeringtető rendszer jön létre az eredeti autófűtő maggal.
Előnyök
1) A motortérben nagyfeszültségű berendezések vannak elhelyezve, hogy biztosítsák a nagyfeszültségű biztonságot, és optimalizált megoldást nyújtsanak a legmagasabb fokú biztonsággal, miközben biztosítják annak teljesítményét.
2) Vízmelegítés, nincs szaga munka közben.
3) A HVAC szerkezetében nincs szükség változtatásra.
4) Ha a fékezési energia-visszanyerés vagy más tényezők miatt az akkumulátor túl magas, a nagyfeszültségű vízmelegítő a felesleges elektromos energiát hőenergiává alakítja és tárolja a vízkeringtető rendszerben, hogy megelőzze az akkumulátor túltöltéséből eredő veszélyt.
5) Ellentétben a 12 V-os rendszerrel, amelyre számos korlátozás vonatkozik a kimeneti teljesítményre vonatkozóan, a nagyfeszültségű rendszerek nagyon erős teljesítményt és nagy hatásfokú fűtési képességet biztosítanak.
6) Egy tisztán elektronikus HVAC rendszerben a teljesítményt nem befolyásolják más tényezők, de könnyen beállítható a hőmérséklet-szabályozó rendszerrel, lehetővé téve a belső hőmérséklet pontos szabályozását.
Hátrányok
1) A szerkezet összetett és sok további alkatrészt adnak hozzá, ami nehézségeket okoz a géptér elrendezésében.
2) A vízmelegítés sebessége lassú.
3) A vízmelegítő PTC melegítő elektromos teljesítménye körülbelül 5,5 kW. Ez a teljesítmény a teljes akkumulátorkapacitáshoz képest nagyon nagy fogyasztás, ami komolyan befolyásolja az elektromos járművek hatótávolságát.
