新エネルギー自動車の 3 つの段階
熱管理システムの開発
ステージ1
第 1 世代の熱管理システム: -空冷または液冷-バッテリー、PTC 加熱、電子制御液冷モーター、すべて独立して動作します。
新エネルギー車開発の初期段階では、主にガソリン車のエンジンをバッテリーやモーターに置き換えることに焦点が当てられていました。通常の運転中、バッテリー システムは熱を発生します。その効率的な動作温度は 15 ～ 35 度です。空冷は構造が簡単でコストが安く、メンテナンスが容易なため、初期の新エネルギー車に広く採用されました。
モーターと充電電力が増加するにつれて、空冷ではバッテリーの熱管理要件を満たせなくなり、徐々に液体冷却にアップグレードされることになりました。冬には、周囲温度が低いため、PTC ヒーターを使用して冷却剤を加熱し、その熱をバッテリー システムに伝えました。車室内の冷房はガソリン車時代のシステムを引き続き使用しました。-機械式エアコンコンプレッサーは電動コンプレッサーにアップグレードされました。加熱は通常、PTC 加熱を使用して行われます。このソリューションの全体的な利点は、シンプルさ、低コスト、構造の複雑さの低さでした。欠点は、エネルギー消費が高いことと、冬季の航続距離が短いことでした。
ステージ2
第 2 世代の熱管理システム: バッテリー液冷、PTC 加熱、モーター/電子制御液冷。モーター・電子制御システムの廃熱を利用してバッテリーシステムを加熱し、サーマルリサイクルを実現するシステムです。
第 1 世代を基にして構築されたこのシステムは、モーター/電子制御回路とバッテリーの熱管理回路を直列および並列に接続し、モーター/電子制御システムからの廃熱を最大限に利用してバッテリー システムを加熱します。これにより、冬季の PTC の使用量が削減され、電気自動車の全体的な熱管理効率が向上し、走行距離が増加します。
たとえば、XPeng P7 は四方弁を使用してモーター/電子制御冷却回路とバッテリー パック アセンブリ冷却回路を接続します。-。バッテリー パックを加熱する必要がない場合、モーター/電子制御回路からの熱はフロントエンド モジュールのモーター ラジエーター アセンブリを通じて放散されます。-加熱が必要な場合、冷却剤がモーター/電子制御システムから熱を奪い、バッテリーパック冷却回路を通って流れます。熱が不十分な場合、PTC はエネルギーを節約するために補助加熱を提供します。
第 2 世代の熱管理システムでは、引き続き PTC を使用して、キャビンとバッテリーの暖房ニーズに対応しています。{0}}キャビンの暖房は通常、ファンで加熱される PTC ヒーターを使用して行われます。-
のPTCヒーター周囲の空気を加熱し、ブロワーシステムがその空気をキャビンに吹き込んで暖房機能を実現します。あるいは、水ベースの PTC ヒーターを使用して冷却液を加熱し、冷却液がヒーター コアを通って車室内を暖房することもできます。バッテリー システムの加熱ニーズは主に、水ベースの PTC ヒーターを使用して冷却剤を加熱し、ひいてはバッテリー パックを加熱することで満たされます。{3}}
ただし、PTC ヒーターの出力は通常 1 ～ 6 kW で、100 km あたりのエネルギー消費量が 4 ～ 6 kWh 増加します。たとえば、フル充電での走行時間が 4 ～ 5 時間の場合、PTC 暖房により新エネルギー車の航続距離は 100 ～ 150 km 短縮される可能性があり、冬にヒーターをオンにすると航続距離が短くなるのはこのためです。
ステージ3
第 3 世代の熱管理システム: この段階ではヒート ポンプ システムが追加され、全体的により効率的かつ複雑になります。熱管理システム。冷媒と水ベースのシステムは統合されており、テスラ モデル Y に代表されるように、統合がさらに進む傾向にあります。{1}
冷媒側では、ヒートポンプの加熱要件を満たすために室内凝縮器と冷媒用三方弁が追加されており、元の高圧 PTC ヒーターが置き換えられています。-追加の 2 つの低圧 PTC ヒーター-は、主に霜取り、曇り取り、および補助加熱機能を提供します。一般的に、既存のシステムをヒートポンプに置き換えると、100 キロメートルあたり 2 ～ 3 kWh の電力が節約され、全体的な航続距離が 10% ～ 15% 向上します。
