Anàlisi de nous modes de calefacció per a vehicles híbrids elèctrics i vehicles elèctrics

Com que els motors dels vehicles elèctrics híbrids i elèctrics necessiten funcionar amb freqüència en la zona d'alta eficiència, quan el motor no es pot utilitzar com a font de calor sota la propulsió elèctrica pura, el vehicle no tindrà cap font de calor. Especialment per a la regulació de la temperatura de la cabina, es necessiten fonts de calor addicionals per garantir el confort i la seguretat. Per tal de maximitzar l'autonomia de conducció de la propulsió elèctrica i millorar l'eficiència del combustible, cal generar calor de manera ràpida, eficient i segura amb el mínim consum d'energia de la bateria de tracció. La nostra empresa ha desenvolupat un nou tipus d'escalfador d'alt voltatge basat en la nova tecnologia de la termosfera.
1 Funció i propòsit de la calefacció del vehicle
La calefacció de la cabina és una funció important per garantir una conducció segura i còmoda del vehicle. A més de la comoditat de la cabina i la temperatura a l'interior del vehicle, el sistema d'aire condicionat (HVAC) també ha de garantir certes funcions, com ara el compliment dels requisits reglamentaris. Per exemple, segons el Reglament europeu 672/2010 i la norma federal de seguretat de vehicles de motor dels EUA FMVSS103, més del 80% del gel del parabrisa s'ha d'eliminar després de 20 minuts. La descongelació i la deshumidificació són dues funcions més exigides per les lleis i els reglaments. Una bona regulació de la temperatura de la cabina és la base de la comoditat i la seguretat, que també és un factor important per garantir que la conducció no es vegi afectada.
2 Índex de rendiment
Els requisits principals per a l'escalfador depenen de l'ús del vehicle. Es resumeixen els factors següents:
(1) La màxima eficiència;
(2) Cost baix o raonable;
(3) Temps de reacció ràpid i bona controlabilitat;
(4) La mida del paquet s'ha de minimitzar i el pes ha de ser lleuger;
(5) Bona fiabilitat;
(6) Bona sostenibilitat i protecció del medi ambient.
3 Concepte de calefacció
En general, el concepte de calor es pot dividir en font de calor primària i font de calor secundària. La font de calor principal és la font de calor que pot generar més de 2 kW de calor necessària per a la regulació de la temperatura de la cabina. La calor generada per la font de calor secundària és inferior a 2 kW, que normalment es dirigeix ​​a parts específiques, com ara els calefactors dels seients.
4 Escalfador d'aire isistema d'escalfament d'aigua
Els sistemes de calefacció es poden dividir en dues categories principals, que depenen de si la calefacció s'aconsegueix mitjançant escalfadors de combustible o escalfadors elèctrics:
(1) L'escalfador d'aire escalfa directament l'aire, cosa que pot augmentar ràpidament la temperatura de la cabina;
(2) Els escalfadors d'aigua que utilitzen refrigerant com a mitjà de transport de calor poden distribuir millor la calor i integrar-se en el sistema de climatització.
En el passat, es van introduir calefactors de combustible en vehicles elèctrics híbrids i vehicles elèctrics, el menor consum d'energia dels quals podia fer que l'energia elèctrica s'utilitzés per a la conducció del vehicle, en lloc de per a la calefacció. Com que l'ús de calefactors elèctrics a l'hivern escurça l'autonomia de conducció elèctrica en un 50%, la gent sol triar el mètode de calefacció de combustible.
5 Concepte de calefactor elèctric
Abans del desenvolupament, es van analitzar diverses tecnologies existents i potencials, com ara la resistència al cablejat o l'escalfament amb coeficient de temperatura positiu (PTC). Es van avaluar quatre objectius principals de desenvolupament i es van comparar diverses tecnologies potencials amb aquests objectius:
(1) Pel que fa a l'eficiència, el nou escalfador ha de ser eficient i ha de poder proporcionar la potència calorífica necessària dins d'un ampli rang de temperatures del refrigerant i sota tots els voltatges;
(2) Pel que fa a la qualitat i la mida, el nou escalfador ha de ser el més petit i lleuger possible;
(3) Pel que fa a la usabilitat i el cost, s'ha d'evitar l'ús de materials de terres rares i Pb, i el cost dels nous productes ha de ser competitiu;
(4) Pel que fa a la seguretat, s'ha d'evitar qualsevol risc de descàrrega elèctrica o cremada en totes les condicions.
En el concepte existent d'escalfador elèctric per a automòbils, el més popular és l'escalfador PTC, que utilitza una resistència feta de titanat de bari (BaTiO3) amb un coeficient de temperatura positiu. Per aquest motiu, s'expliquen diversos detalls del seu principi de funcionament i es comparen amb l'escalfador en capes desenvolupat segons elescalfador d'alta tensió HVH.
Els elements PTC tenen característiques no lineals molt evidents. La resistència disminueix a una temperatura més baixa i després augmenta bruscament quan la temperatura augmenta. Aquesta característica provoca una autolimitació del corrent quan s'aplica la tensió.
Hebei Nanfeng Automobile Equipment Group Co., Ltd. pot produir entre 1,2 kW i 32 kWescalfadors elèctrics d'alta tensió (HVCH, escalfador PTC)amb noves tecnologies per satisfer les necessitats de diversos vehicles.