A hőkezelési rendszerek műszaki követelményei
Pure Electric Vehicles számára
A tisztán elektromos járművek légkondicionáló rendszerének hideg-, hőforrása és egyéb energiaforrásai mind az akkumulátorrendszerből származnak. A tisztán elektromos járművek esetében a légkondicionáló nem csak közvetlenül befolyásolja a vezetési kényelmet, hanem a hatótávolságukat is.
A tisztán elektromos járművek légkondicionáló rendszerének nemcsak hűtési/fűtési funkciókat kell ellátnia, hanem figyelembe kell vennie a rendszer energiafogyasztását is, ezáltal növelve annak összetettségét. Az elektromos járműklímában használt elektromos scroll kompresszor a teljesítménytípus változása miatt a hagyományos kompresszorokhoz képest jelentősen javította az értéket és a térfogati hatásfokot. Jelenleg az elektromos járművek fűtésére elsősorban PTC-fűtést használnak, ami télen jelentősen csökkenti a hatótávolságot. A jövőben várhatóan fokozatosan átveszik a magasabb fűtési hatásfokkal rendelkező hőszivattyús klímarendszereket.
Az új energetikai járművek hőszabályozási rendszerének meg kell felelnie az utastér légkondicionálásának (hűtés, fűtés, páramentesítés stb.), az akkumulátor egység hőmérséklet-szabályozásának, valamint a motor és a vezérlő hőelvezetésének követelményeinek. Az átfogó járműenergia-gazdálkodás, a kompaktság és a könnyű kialakítás követelményei alapján az autóipari hőkezelési rendszerek fokozatosan az integrált járműhőmenedzsment irányába fejlődnek.
Általánosságban elmondható, hogy az autóipari hőszabályozási rendszerek főként a motorhűtő rendszereket, a légkondicionáló rendszereket és az akkumulátor hőkezelő rendszereit foglalják magukban. Funkcionálisan két fő összetevőre oszlik: a motortér hőrendszerére és az utastér hőrendszerére, három fő ciklussal: motorciklussal, légkondicionáló ciklussal és intercooler ciklussal. A motor hűtési ciklusa viszonylag egyszerű, beleértve a motort, a hűtőt, a termosztátot és a vízszivattyút. A légkondicionáló ciklus főként a kondenzátorból, a kompresszorból és az expanziós szelepből áll. A turbófeltöltős intercooler rendszer funkciója a motor beszívott levegő mennyiségének növelése a teljesítményjellemzők javítása érdekében. A probléma az, hogy a turbófeltöltő által nyomott levegő hőmérséklete nagyon magas; a motorba közvetlenül bejutva felgyorsítaná a motor kenőolajának öregedését, aminek következtében az intercoolernek csökkentenie kellene a beszívott levegő hőmérsékletét.
1) Légkondicionáló rendszer: A hagyományos benzinüzemű járművek motoros-kompresszort használnak a légkondicionáláshoz, míg az új energiájú járművek csakelektromos kompresszorok. A benzinüzemű járművekben a légkondicionálás és a motor hűtési folyamata viszonylag független, míg az új energiájú járművekben a három elektromos hűtőrendszer szorosan összefügg, és általában megosztja a hideg forrást az akkumulátor hűtőrendszerével. A benzines járművekben a motor szolgál hőforrásként, és egy vízszivattyút használ a fűtési víz keringtetésére. Jelenleg a legtöbb új energetikai jármű elektromos fűtést használ, de a jövőbeni tendencia az energiahatékonyabb hőszivattyús klímarendszerek felé irányul.
(2) Az akkumulátor hőkezelése:Az akkumulátorok optimális működési hőmérsékleti tartománya 20-30 fok. Alacsony hőmérsékleten az akkumulátor kapacitása alacsonyabb, a töltési/kisütési teljesítmény pedig gyenge; magas hőmérsékleten az akkumulátor élettartama lerövidül, és a túl magas hőmérséklet akár biztonsági problémákhoz is vezethet, például robbanáshoz. Több akkumulátorcella sorba és párhuzamosan kapcsolva egy akkumulátorcsomagot alkot, és a töltés és kisütés során keletkező hő egymásra hat. Az akkumulátor ésszerű hőmérsékleti tartományon belüli fenntartása komplex akkumulátor-hőkezelési rendszert igényel.
(3) A motor és az elektronikus vezérlőrendszer hőkezelése: Az új energiájú járművek motorjainak és elektronikus vezérlőelemeinek működése során nagy hőelvezetési követelmények vannak, és általában aktív hűtést igényelnek. Ezek az alkatrészek gyakran csak hűtőberendezéseket igényelnek.
