Tamamen Elektrikli Araçların İklimlendirme Sistemi Nasıl Çalışıyor?
Klima sistemine ilişkin olarak elektrikli araçlar ile geleneksel araçlar arasında sistem kompozisyonunda farklılıklar bulunmaktadır ve farklı elektrikli araç türleri farklı özelliklere sahiptir. Bu makale esas olarak saf elektrikli araçların iklimlendirme sisteminin çalışma prensibini tanıtmaktadır.
Saf elektrikli araçlarda klima kompresörü için güç kaynağı olarak bir motor yoktur ve ısıtma ve buz çözme etkilerini elde etmek için kullanılabilecek motor atık ısısı da yoktur. Yakıt hücreli elektrikli araçlarda klima kompresörü için güç kaynağı olarak bir motor bulunmaz, ancak yakıt hücreli motor nispeten kararlı atık ısı üretebilir.
Hibrit elektrikli araçlarda motor, kontrol stratejisi nedeniyle hiçbir zaman soğutma ve sıkıştırma için güç kaynağı olarak kullanılamaz. Araç klimasının kabin içindeki havayı düzenlemek için yaptığı ilk şey, havanın sıcaklığını ayarlamak ve soğutma yoluyla hava sıcaklığını düşürmektir.
Elektrikli araçların özelliklerine göre elektrikli araçlar için halihazırda mevcut olan başlıca soğutma ve iklimlendirme yöntemleri arasında termoelektrik soğutma, elektrikli kompresörlü soğutma ve atık ısıyla soğutma yer almaktadır. Bunlar arasında yakıt hücreli elektrikli araçlarda atık ısıyla soğutmanın kullanılması düşünülebilir.
Elektrikli araç klima sistemi: soğutma sistemi
Termoelektrik soğutma olarak da bilinen yarı iletken soğutma, soğutucu kullanmayan ve çalışan parçası olmayan katı halli bir soğutma teknolojisidir. Termopil bir sıkıştırmalı soğutma kompresörü olarak işlev görür, soğuk uç ve ısı eşanjörü bir sıkıştırmalı soğutma evaporatörüne eşdeğerdir ve sıcak uç ve onun ısı eşanjörü bir yoğunlaştırıcıya eşdeğerdir. Elektrik uygulandığında, serbest elektronlar ve delikler termopilin soğuk ucunu terk eder ve kompresördeki soğutucu akışkanın sıkıştırma işlemine eşdeğer olan harici elektrik alanın etkisi altında sıcak uca doğru hareket eder. Elektrikli ısıtma yığınının soğuk ucunda, ısı eşanjörünün ısı emilimi yoluyla eş zamanlı olarak elektron-delik çiftleri üretilir; bu, soğutucu akışkanın evaporatördeki ısı emilimine ve buharlaşmasına eşdeğerdir. Elektrikli ısıtma yığınının sıcak ucunda, elektron-delik çiftlerinin rekombinasyonu meydana gelir ve aynı zamanda, soğutucu akışkanın yoğunlaştırıcıda ısıtılmasına ve yoğunlaşmasına eşdeğer olan ısı eşanjörü yoluyla ısı dağıtılır.
Termoelektrik klima aşağıdaki özelliklere sahiptir: termoelektrik elemanın çalışması için bir DC güç kaynağı gerekir; akımın yönünü değiştirmek soğutma ve ısıtmanın ters etkisini yaratabilir; Termoelektrik soğutma parçasının termal ataleti çok küçüktür, soğutma süresi çok kısadır, sıcak uçta ısı dağılımı iyidir ve soğuk uç boştur. Yük koşulları altında, soğutma çipi açıldıktan sonra 1 dakikadan daha kısa bir sürede maksimum sıcaklık farkına ulaşabilir; bileşenin çalışma akımının ayarlanması, soğutma hızını ve sıcaklığını ayarlayabilir, sıcaklık kontrol doğruluğu 0.001 dereceye ulaşabilir ve enerjinin sürekli ayarlanmasını gerçekleştirmek kolaydır; Doğru tasarım ve uygulama koşullarında soğutma verimliliği %90'ın üzerine çıkabiliyor, ısıtma verimliliği ise 1'in çok üzerinde; elektrikli araçların bakım kalitesini düşürmeye yardımcı olacak şekilde küçük boyutlu, hafif ve kompakt yapıdadır; Yüksek güvenilirliğe, uzun ömre ve kolay bakıma sahiptir; Dönen parçaları olmadığından titreşimsiz, sürtünmesiz, gürültüsüz ve darbelere dayanıklıdır.
Elektrikli araç klima sistemi: ısıtma sistemi
Yakıtlı bir aracın klima sisteminin ısıtma kaynağı esas olarak motor soğutucusu tarafından sağlanır ancak elektrikli bir aracın ısıtma sistemi bundan farklıdır. Elektrikli araç iklimlendirme sistemlerinde havanın ısıtılmasına yönelik yaygın çözümler şunlardır:
①Isı pompası. Fırçasız DC motorla tahrik edilen transmisyon kayışı ile tahrik edilen elektrikli araç ısı pompalı klima sisteminin çalışma prensibi şekilde gösterilmiştir. Klima sisteminin soğutma/ısıtma modu dört yollu yön değiştirme vanası ile değiştirilir. Düz ok soğutma durumunu, noktalı ok ise ısıtma durumunu gösterir. Prensip olarak bu sistem sıradan bir ısı pompalı klimadan farklı değildir ancak elektrikli araçlarda kullanım için çift çalışma odalı kayar kanatlı kompresör, DC fırçasız motor ve invertör kontrol sistemi özel olarak geliştirilmiştir. Isı pompası çalışma şartlarında sistem defrost modundan ısıtma moduna geçtiğinde hava kanalında bulunan ısı eşanjöründe yoğuşan su hızla buharlaşacak ve ön camda buzlanma oluşacak ve sürüş güvenliğini etkileyecektir.
②PTC elektrikli ısıtıcı. PTC elektrikli ısıtıcı, ısı kaynağı olarak PTC termistör elemanını kullanan bir ısıtıcıdır. PTC termistörleri genellikle yarı iletken malzemelerden yapılır ve nemdeki değişikliklerle dirençleri keskin bir şekilde değişir. Dış sıcaklık düştüğünde PTC direnç değeri düşer ve buna bağlı olarak ısı üretimi de artar. Malzemeye göre seramik PTC termistör ve organik polimer PTC termistöre ayrılabilir. Klima yardımcı elektrikli ısıtıcılarında seramik PTC termistörler kullanılmaktadır. PTC termistör elemanı ortam sıcaklığı değiştikçe direnç değerini artırma veya azaltma özelliğine sahip olduğundan, PTC ısıtıcı enerji tasarrufu, sabit sıcaklık, güvenlik ve uzun servis ömrü özelliklerine sahiptir.
Elektrikli araç iklimlendirme sistemi: Isı pompalı iklimlendirme sisteminin prensibi.
Klima yardımcı elektrikli ısıtıcıları, bağlı seramik PTC ısıtıcılara ve metal PTC boru tipi ısıtıcılara ayrılabilir. Bağlı seramik PTC ısıtıcı, birden fazla seramik PTC çipinin ve alüminyum oluklu soğutucunun yüksek sıcaklığa dayanıklı reçine yapıştırıcıyla birbirine bağlandığı bir ısıtıcıdır. İyi ısı dağılımına ve istikrarlı elektrik performansına sahiptir. Bunlar arasında, bağlı seramik PTC ısıtıcılar, ısıtıcı yüzeyden yüklemeli tiplere ve ısıtıcı yüzeyden yüklemesiz tiplere ayrılır.
Metal PTC boru şeklindeki ısıtıcı, ısıtma malzemesi olarak ithal nikel-demir alaşımlı tel kullanır. Isıtma borusu alüminyum ısı emicilerle kaplanmıştır ve ısı dağıtma etkisi çok iyidir. Isıtıcı, ürünü daha güvenli ve kullanımı daha güvenilir hale getiren bir sıcaklık kontrol cihazı ve termal sigorta ile donatılmıştır. Bu tür ısıtıcı, PTC malzemesinin iyi özelliklerine sahiptir ve bazı klimalar bu tip ısıtıcıyı yardımcı ısıtma olarak kullanır.
③Atık ısı + yardımcı PTC. Yüksek güçlü cihazlar (güç dönüşümü, tahrik motorları, motor kontrolörleri vb.) aracın iç ortamında ısı alışverişi yapmak için çalışırken oluşan ısıdan yararlanın. Isı yetersiz olduğunda yardımcı PTC ısıtıcısı devreye girer.
Elektrikli araçlar önemli bir ulaşım aracı haline geldi ve araba alırken klima, soğutma ve ısıtma da araç seçimimizde önemli unsurlardır. Sonuçta soğutma ve ısıtma da elektrik tüketir.
