汽车水循环加热原理,汽车用了水循环加热就可以了吗

首页 > 经验 > 作者:YD1662022-10-26 14:36:19

2.4.2 优点

1) 高电压器件布置在机舱, 使得高电压安全性得以保证, 在保证其效能情况下提供一个最高安全度的优化解决方案。

2) 水暖加热, 工作时无异味。

3) 不需要改变HVAC结构。

4) 由于制动能量回收或者其他因素导致电池电量过多时, 高电压水暖加热器可将多余的电能转化为热能, 储存在水循环系统中, 防止由于电池过充电带来的危险。

5) 高电压系统不像12V系统会受到功率输出能力的诸多限制, 可以提供非常强劲的功率输出及高效率的加热能力。

6) 在一个纯电子化的暖通空调系统中, 功率不受其他因素的影响, 而是由温度管理系统方便地进行调整, 可以实现车内温度的精确控制。

2.4.3 缺点

1) 结构复杂, 增加零部件较多, 给机舱布置带来困难。

2) 水暖加热速度较慢。

3) 水暖PTC加热器电功率大约5.5 kW, 这个功率相对于总的电池容量来说是非常巨大的消耗, 严重影响了电动车的续驶里程。

3 热泵加热方式

热泵加热是在电动压缩机制冷回路的基础上,增加电磁阀控制制冷剂流向, 通过蒸发冷凝器从周围环境中吸收热量, 通过内部冷凝器向驾驶室释放热量, 使驾驶室温度升高, 满足除霜除雾的法规要求, 为乘员提供舒适的环境。

3.1 实施方案

增加电动压缩机、 电磁阀、 内部冷凝器、 蒸发冷凝器、 单向阀、 电子膨胀阀及优化后管路结构,从而形成封闭的制冷剂循环回路, 其中内部冷凝器替换原车暖风芯体。 热泵制热模式见图10。

汽车水循环加热原理,汽车用了水循环加热就可以了吗(9)

3.2 优点

系统效率高, 根据目前的电动压缩机技术, 0 ℃时热泵系统的COP为2.5, -5 ℃时热泵系统的COP为2.0, 因此, 在产生相同热量的前提下, 使用热泵加热方式比使用电加热方式消耗的电能更少, 可增加车辆的续驶里程。

3.3 难点

1) 关键零部件技术不成熟 : 电动压缩机 、 内部冷凝器、 蒸发冷凝器、 制冷管路用电磁阀等核心零部件尚在研发之中。 对于蒸发冷凝器来说, 降低内部压力是提高产品最大换热能力的关键因素; 合理的翅片尺寸可降低蒸发冷凝器结霜的风险。

2) 控制技术不成熟 : 热泵式空调控制技术 ,尤其是车用电动涡旋压缩机的变转速控制算法和电磁阀的控制 (空调模式与热泵模式之间相互转换)算法不成熟。

3) 热泵系统结构复杂 , 零部件数量多 , 机舱布置困难。

4) 成本增加很多, 开发周期长。

5) 随着环境温度降低 , 热泵系统的COP值会有所下降。 当环境温度低于-10 ℃时, 电动压缩机转速需要达到8 000 r/min以上才能维持热平衡。 当电动压缩机转速达到8 000 r/min以上时, 噪声很大,很难达到相关标准的要求, 故此热泵加热方式受温度范围限制较大。

4 几种方案的对比分析

将以上几种方案从高电压安全性、 效率、 制热能力、 与燃油车部件的通用性、 成本、 最大优点和最大缺点等方面进行了对比分析, 见表1。

汽车水循环加热原理,汽车用了水循环加热就可以了吗(10)

5 总结

以上几个方案各有优势: 使用燃油加热方式在提供舒适环境的同时, 不影响纯电动汽车的续驶里程, 在当前电池性能不够理想的情况下, 该方案可作为纯电动汽车驾驶室采暖的过渡方案; 电加热方式在电池性能发展到理想水平的情况下, 会具有很高的可行性; 热泵加热方式的加热效率高于电加热且不产生尾气排放, 是今后在纯电动汽车驾驶室采暖方面继续研究与开发的重点, 提高电动压缩机性能与优化热泵系统控制技术是该方案的难点。 热泵加热方式与电加热方式配合使用, 可以扩展热泵系统的应用范围。

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