Yeni Enerji Aracının Üç Aşaması
Termal Yönetim Sistemi Geliştirme
Aşama 1
Birinci-Nesil Termal Yönetim Sistemi: Pil, hava-soğutmalı veya sıvı-soğutmalı, PTC ısıtmalı ve motor elektronik kontrollü sıvı soğutmalı olup tamamı bağımsız çalışır.
Yeni enerjili araç geliştirmenin ilk aşamalarında, esas olarak benzinli araçlardaki motorun akü ve motorlarla değiştirilmesine odaklanıldı. Normal sürüş sırasında akü sistemi ısı üretir ve verimli çalışma sıcaklığı 15-35 derecedir. Hava soğutma, basit yapısı, düşük maliyeti ve bakım kolaylığı nedeniyle ilk yeni enerji araçlarında yaygın olarak benimsenmişti.
Motor ve şarj gücü arttıkça, hava soğutması artık pilin termal yönetim gereksinimlerini karşılayamaz hale geldi ve bu da sıvı soğutmaya kademeli bir yükseltme yapılmasına yol açtı. Kışın, düşük ortam sıcaklıkları nedeniyle soğutma sıvısını ısıtmak için PTC ısıtma kullanıldı ve bu da ısıyı akü sistemine aktardı. Yolcu bölmesindeki soğutma, benzinli araç-çağı sistemi kullanılarak sürdürüldü: mekanik klima kompresörleri elektrikli kompresörlere yükseltildi; ısıtma tipik olarak PTC ısıtma kullanılarak elde edildi. Bu çözümün genel avantajları basitlik, düşük maliyet ve düşük yapısal karmaşıklıktı; dezavantajları ise yüksek enerji tüketimi ve kışın kısa sürüş menziliydi.
Aşama 2
İkinci-Nesil Termal Yönetim Sistemi: Pil sıvı soğutması, PTC ısıtma ve motor/elektronik kontrol sıvı soğutması. Bu sistem, akü sistemini ısıtmak için motor/elektronik kontrol sisteminden gelen atık ısıyı kullanarak termal geri dönüşümü sağlar.
Birinci nesil üzerine inşa edilen bu sistem, motor/elektronik kontrol ve akü termal yönetim devrelerini seri ve paralel olarak bağlar ve akü sistemini ısıtmak için motor/elektronik kontrol sisteminden gelen atık ısıyı tamamen kullanır. Bu, kışın PTC kullanımını azaltır, elektrikli araçların genel termal yönetim verimliliğini artırır ve sürüş menzilini artırır.
Örneğin, XPeng P7, motor/elektronik kontrol soğutma devresini ve pil takımı tertibatı soğutma devresini bağlamak için dört-yollu bir valf kullanır. Pil takımının ısıtılması gerekmediğinde, motor/elektronik kontrol devresinden gelen ısı, ön uç modülün motor radyatör tertibatı yoluyla dağıtılır. Isıtmaya ihtiyaç duyulduğunda, soğutma sıvısı ısıyı motordan/elektronik kontrol sisteminden uzaklaştırır ve akü paketi soğutma devresinden akar. Isı yetersizse PTC enerji tasarrufu için yardımcı ısıtma sağlar.
İkinci-nesil termal yönetim sistemi, kabinin ve bataryanın ısıtma ihtiyaçlarını karşılamak için hâlâ PTC kullanıyor. Kabin ısıtması genellikle fanla- ısıtılan bir PTC ısıtıcı kullanılarak sağlanır.
PTC ısıtıcıÇevredeki havayı ısıtır ve ardından üfleme sistemi, ısıtma fonksiyonunu gerçekleştirmek için havayı kabinin içine üfler. Alternatif olarak, soğutucuyu ısıtmak için su-bazlı bir PTC ısıtıcı kullanılabilir; bu ısıtıcı daha sonra kabinin ısıtılmasını sağlamak üzere ısıtıcı peteğinden akar. Akü sisteminin ısıtma ihtiyaçları öncelikle soğutucuyu ve dolayısıyla akü paketini ısıtmak için su-bazlı bir PTC ısıtıcı kullanılarak karşılanır.
Bununla birlikte, PTC ısıtıcılar tipik olarak 1-6kW'lık bir güç çıkışına sahiptir ve bu da 100km başına ekstra 4-6kWh enerji tüketimi ekler. Örneğin, 4-5 saatlik tam şarjlı sürüş süresinde PTC ısıtma, yeni enerjili bir aracın menzilini 100-150 km kadar azaltabilir, bu nedenle kışın ısıtıcı açıkken menzil azalır.
Aşama 3
Üçüncü Nesil Termal Yönetim Sistemi: Bu aşamada bir ısı pompası sistemi eklenerek daha verimli ve karmaşık bir genel sistem elde edilir.termal yönetim sistemi. Soğutucu akışkan ve su-bazlı sistemler entegre edilmiştir; bu, Tesla Model Y'de örneklendiği üzere, daha fazla entegrasyona yönelik bir eğilimi temsil etmektedir.
Soğutucu akışkan tarafında, ısı pompasının ısıtma gereksinimlerini karşılamak için orijinal yüksek-basınçlı PTC ısıtıcısının yerine bir iç mekan kondansatörü ve bir soğutucu akışkan üç-yollu valfi eklenir. İki ek düşük-basınçlı PTC ısıtıcısı öncelikle buz çözme, buğu giderme ve yardımcı ısıtma işlevlerini sağlar. Genel olarak konuşursak, mevcut sistemin bir ısı pompasıyla değiştirilmesi, 100 kilometrede 2-3 kWh elektrik tasarrufu sağlayacak ve genel menzilde %10-%15'lik bir iyileşme sağlayacak.
