Podstatou tepelného managementu je fungování klimatizace: „Tok a výměna tepla“
Tepelný management vozidel s novými energetickými systémy je v souladu s principem fungování domácích klimatizací. Oba využívají princip „reverzního Carnotova cyklu“ ke změně tvaru chladiva prostřednictvím práce kompresoru, čímž dochází k výměně tepla mezi vzduchem a chladivem pro dosažení chlazení a topení. Podstatou tepelného managementu je „tok a výměna tepla“. Tepelný management vozidel s novými energetickými systémy je v souladu s principem fungování domácích klimatizací. Oba využívají princip „reverzního Carnotova cyklu“ ke změně tvaru chladiva prostřednictvím práce kompresoru, čímž dochází k výměně tepla mezi vzduchem a chladivem pro dosažení chlazení a topení. Je rozdělen hlavně do tří okruhů: 1) Obvod motoru: hlavně pro odvod tepla; 2) Obvod baterie: vyžaduje úpravu vysoké teploty, což vyžaduje jak topení, tak chlazení; 3) Obvod kokpitu: vyžaduje jak topení, tak chlazení (odpovídá chlazení a topení klimatizace). Jeho pracovní metodu lze jednoduše chápat jako zajištění toho, aby komponenty každého okruhu dosáhly odpovídající provozní teploty. Směr modernizace spočívá v tom, že tři okruhy jsou zapojeny sériově a paralelně, aby se dosáhlo propojení a využití chladu a tepla. Například klimatizace automobilu přenáší generované chlazení/teplo do kabiny, což je „okruh klimatizace“ pro tepelnou regulaci; příklad směru modernizace: po sériovém/paralelním zapojení obvodu klimatizace a obvodu baterie dodává obvod klimatizace chlazení/teplo do obvodu baterie, což je efektivní „řešení tepelné regulace“ (úspora součástí obvodu baterie/energeticky úsporné využití). Podstatou tepelné regulace je řízení toku tepla tak, aby teplo proudilo tam, kde je „potřeba“; a nejlepší tepelná regulace je „energeticky úsporná a efektivní“ pro realizaci toku a výměny tepla.
Technologie pro dosažení tohoto procesu pochází z klimatizačních chladniček. Chlazení/ohřev klimatizačních chladniček se dosahuje na principu „obráceného Carnotova cyklu“. Jednoduše řečeno, chladivo je stlačeno kompresorem, aby se zahřálo, a poté ohřáté chladivo prochází kondenzátorem a uvolňuje teplo do vnějšího prostředí. Během tohoto procesu se exotermické chladivo ohřeje na normální teplotu a vstupuje do výparníku, kde expanduje, čímž dále snižuje teplotu, a poté se vrací do kompresoru, kde spustí další cyklus, kde dochází k výměně tepla ve vzduchu. Expanzní ventil a kompresor jsou v tomto procesu nejdůležitějšími částmi. Tepelné řízení automobilů je založeno na tomto principu, který umožňuje tepelné řízení vozidla výměnou tepla nebo chladu z okruhu klimatizace do jiných okruhů.
Raná vozidla s novými energetickými systémy měla nezávislé obvody pro řízení teploty a nízkou účinnost. Tři obvody (klimatizace, baterie a motor) raného systému řízení teploty fungovaly nezávisle, tj. obvod klimatizace byl zodpovědný pouze za chlazení a vytápění kokpitu; obvod baterie byl zodpovědný pouze za regulaci teploty baterie; a obvod motoru byl zodpovědný pouze za chlazení motoru. Tento nezávislý model způsobuje problémy, jako je vzájemná nezávislost mezi komponenty a nízká účinnost využití energie. Nejpřímějšími projevy u vozidel s novými energetickými systémy jsou problémy, jako jsou složité obvody pro řízení teploty, nízká životnost baterie a zvýšená hmotnost karoserie. Vývojová cesta pro řízení teploty proto vede k tomu, aby tři obvody – baterie, motor a klimatizace – co nejvíce spolupracovaly a aby se co nejvíce dosáhlo interoperability součástí a energie, aby se dosáhlo menšího objemu komponent, nižší hmotnosti a delší životnosti baterie.
2. Vývoj tepelného managementu je proces integrace komponent a energeticky efektivního využití
Projděte si historii vývoje tepelného managementu tří generací vozidel s novými energetickými systémy a vícecestný ventil jako nezbytnou součást pro modernizaci tepelného managementu.
Vývoj tepelného managementu je proces integrace komponent a efektivity využití energie. Z výše uvedeného stručného srovnání vyplývá, že ve srovnání se současným nejpokročilejším systémem má původní systém tepelného managementu především větší synergii mezi obvody, aby se dosáhlo sdílení komponent a vzájemného využití energie. Na vývoj tepelného managementu se podíváme z pohledu investora. Nemusíme rozumět principům fungování všech komponent, ale jasné pochopení fungování každého obvodu a historie vývoje obvodů tepelného managementu nám umožní jasněji předpovídat. Určit směr budoucího vývoje obvodů tepelného managementu a odpovídající změny v hodnotě komponent. Proto se v následujícím textu stručně podíváme na historii vývoje systémů tepelného managementu, abychom mohli společně objevit budoucí investiční příležitosti.
Tepelný management vozidel s novými energetickými systémy je obvykle konstruován se třemi okruhy. 1) Okruh klimatizace: Funkční obvod je také obvodem s nejvyšší hodnotou v tepelném managementu. Jeho hlavní funkcí je úprava teploty v kabině a koordinace s dalšími paralelními okruhy. Obvykle zajišťuje vytápění na principu PTC (Ohřívač chladicí kapaliny PTC/PTC ohřívač vzduchu) nebo tepelné čerpadlo a zajišťuje chlazení na principu klimatizace; 2) Obvod baterie: Používá se hlavně k regulaci pracovní teploty baterie, aby si baterie vždy udržovala nejlepší pracovní teplotu, takže tento obvod potřebuje současně vytápění a chlazení podle různých situací; 3) Obvod motoru: Motor při provozu generuje teplo a jeho rozsah provozních teplot je široký. Obvod proto vyžaduje pouze chlazení. Porovnáním změn v tepelném řízení hlavních modelů Tesly, Modelu S a Modelu Y, sledujeme vývoj systémové integrace a účinnosti. Celkově systém tepelného řízení první generace: baterie je chlazena vzduchem nebo kapalinou, klimatizace je vytápěna PTC a systém elektrického pohonu je chlazen kapalinou. Tyto tři obvody jsou v podstatě zapojené paralelně a běží nezávisle na sobě; systém tepelného řízení druhé generace: kapalinové chlazení baterie, PTC ohřev, kapalinové chlazení elektrické regulace motoru, využití odpadního tepla elektromotoru, prohloubení sériového zapojení mezi systémy, integrace komponent; Systém tepelného řízení třetí generace: vytápění klimatizace tepelným čerpadlem, vytápění stání motoru. Aplikace technologie se prohlubuje, systémy jsou zapojeny sériově a obvod je komplexní a dále vysoce integrovaný. Věříme, že podstatou vývoje tepelného řízení u nových energetických vozidel je: na základě toku a výměny tepla klimatizační technologie 1) zabránit tepelnému poškození; 2) zlepšit energetickou účinnost; 3) znovu použít díly k dosažení snížení objemu a hmotnosti.
Čas zveřejnění: 12. května 2023
