非ヒートポンプ車両熱管理の制御方法
純電気自動車用システム
純電気自動車がますます普及するにつれて、使用プロセスにおける多くの問題が徐々に明らかになりつつあります。高温および低温環境での走行距離の減衰は、現在のユーザーにとって大きな悩みの種です。従来の燃料車と比較して、純電気自動車の主なパワートレインシステム（動力電池、モーター、コントローラー、充電器など）の動作温度範囲は狭く、動作性能は温度に大きく左右されます。動作温度が高すぎたり低すぎたりすると、バッテリー容量、耐用年数、モーター効率に影響します。したがって、バッテリーが常に適切な温度範囲内にあるように、低温環境ではバッテリーを適度に加熱し、高温環境では適切に冷却する必要があります。
一部の純電気自動車の熱管理システム、特にコスト圧力が大きい純電気自動車の運行モデルでは、現在、主にPTC給湯器を使用して客室とバッテリーパックを加熱しています。 このシステムは、バッテリーパックと客室の熱管理機能要件を効果的に満たすことができます。 しかし、PTCのエネルギー消費量が多いため、低温環境での純電気自動車の走行距離に深刻な影響を及ぼします。 ヒートポンプシステムを使用するとコストが大幅に増加するため、車両熱管理システムの精緻なエネルギー管理を行うことが非常に重要です。 モーターの廃熱利用の原理は、低温条件下でモーター出口の水温が一定の条件に達すると、モーターの廃熱によって加熱された冷却剤がプレート熱交換器を介してバッテリー回路に加熱され、バッテリー温度が上昇し、バッテリーの放電性能が回復し、電気自動車の低温走行能力が向上するというものです。
1 非ヒートポンプ車両熱管理システムの概要
純電気自動車の低温走行域の減衰を改善するために、非ヒートポンプ式とヒートポンプ式の両方の車両熱管理システムが広く採用されており、実際の開発では、純電気自動車のモデルレベルとコストパフォーマンスに応じて車両熱管理システムのタイプを選択できます。
本稿で検討した本来の車両熱管理システムは、非ヒートポンプ車両熱管理システムである。低温条件下での加熱機能は主に、PTCを使用して車室を加熱し、バッテリー熱管理システムは運転条件下で加熱機能がなく、電動駆動（モーターを含む）熱管理回路とバッテリー熱管理回路が独立して動作する。このソリューションは、バッテリーエネルギーをユーザーが要求する目標に直接変換し、運転と車室の加熱に対するユーザーのニーズを満たし、制御システムと熱管理回路は比較的シンプルで実装が容易です。ただし、運転条件下でのバッテリーパックの低温加熱要件は考慮されていないため、低温ではバッテリーパック自体の容量が大幅に減衰し、低温条件下での走行距離が大幅に減衰し、バッテリーパックの耐用年数にも一定の影響を与えます。
上記の問題に対応するため、本稿では、図1に示すように、元の車両熱管理回路に基づいていくつかのパイプラインと制御水バルブを追加し、低温時に電動駆動システム、バッテリー、エアコンの水回路を接続し、走行中のモーター廃熱回収とバッテリーパックの加熱を実現し、車室とバッテリー温度のインテリジェント制御を実装しました。さらに、より効率的な水加熱PTCを使用し、その制御システムを最適化して、低温走行範囲をさらに向上させました。
