تحليل حلول تسخين المركبات الكهربائية
تسخين الهواء عالي الجهد
خطة التنفيذ
يوضح الشكل 7 هيكل النظام لنظام تسخين الهواء عالي الجهد. قم بإزالة أنابيب مدخل ومخرج السيارة الأصلية وقلب السخان، واستبدل قلب السخان بسخان هواء PTC بنفس الحجم وطريقة التثبيت مثل قلب سخان السيارة الأصلي، ثم قم بتغيير دوائر التحكم ذات الصلة، وعزل مقياس PTC الأساسي.
مزايا
1) لا يلزم إجراء أي تغييرات على هيكل التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC).
2) على عكس سخانات تسخين الهواء ذات الجهد المنخفض، والتي تكون محدودة بعدة عوامل مثل قدرة إخراج الطاقة، يمكن لسخانات تسخين الهواء ذات الجهد العالي توفير خرج طاقة قوي جدًا وتدفئة عالية الكفاءة.
3) تسخين الهواء مباشرة، فترتفع درجة حرارة غرفة القيادة بسرعة.
سلبيات
1) لكي يلبي نظام تكييف الهواء والتدفئة لوائح إزالة الجليد وإزالة الضباب ومتطلبات التدفئة، يجب أن تكون طاقة التسخين الخاصة بـ PTC 3000 واط على الأقل أو أكثر. تعتبر هذه الطاقة مستهلكًا ضخمًا جدًا مقارنة بسعة البطارية الإجمالية، مما يؤثر بشكل خطير على نطاق قيادة السيارات الكهربائية البحتة.
2) يتم ترتيب أجهزة PTC ذات طاقة تسخين تزيد عن 3 000 واط في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)، مما قد يسبب مخاطر على السلامة. يتراوح نطاق جهد العمل لتسخين الهواء عالي الجهد PTC بشكل عام من 250 إلى 450 فولت (تيار مستمر)، ويجب اتخاذ تدابير العزل ذات الجهد العالي. يتطلب EN60335 أن يكون مستوى العزل للمنتجات ذات الجهد العالي أكبر من أو يساوي 2 000 V. عند تصميم المنتجات، من الضروري مراعاة تدابير السلامة للعزل متعدد الطبقات (الشكل 8)، مما يزيد بشكل كبير تكلفة المنتج نفسه ويجعل تطبيق المنتج صعبًا.
3) يتم ترتيب سخان تسخين الهواء عالي الجهد في نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC). إجراءات العزل مطلوبة لسخان تسخين الهواء عالي الجهد. بخلاف ذلك، عندما تكون درجة حرارة سخان تسخين الهواء عالي الجهد مرتفعة، فإن غلاف التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) سوف ينتج رائحة ويؤثر على جودة الهواء في الكابينة.
تسخين المياه ذات الجهد العالي
خطة التنفيذ
يتم إضافة سخان تسخين المياه عالي الجهد، وخزان المياه، ومضخة المياه، وأنابيب المياه إلى غرفة المحرك لتشكيل نظام مغلق لتدوير المياه مع قلب سخان السيارة الأصلي.
مزايا
النظام ذو كفاءة عالية. وفقًا لتقنية الضاغط الكهربائي الحالية، يبلغ COP لنظام المضخة الحرارية 2.5 عند درجة 0 و2.0 عند درجة -5 . ولذلك، في ظل فرضية توليد نفس الحرارة، فإن استخدام التدفئة بمضخة الحرارة أفضل من استخدام التدفئة الكهربائية. تستهلك طريقة التسخين كمية أقل من الكهرباء ويمكن أن تزيد من نطاق قيادة السيارة.
الصعوبات
1) تكنولوجيا المكونات الرئيسية غير ناضجة: المكونات الأساسية مثل الضواغط الكهربائية، والمكثفات الداخلية، ومكثفات التبخر، وصمامات الملف اللولبي لخطوط أنابيب التبريد لا تزال قيد البحث والتطوير. بالنسبة للمكثفات التبخيرية، يعد تقليل الضغط الداخلي عاملاً رئيسيًا لتحسين القدرة القصوى لنقل الحرارة للمنتج؛ حجم الزعنفة المعقول يمكن أن يقلل من خطر الصقيع في المكثف التبخيري.
2) تكنولوجيا التحكم غير الناضجة: تكنولوجيا التحكم في تكييف الهواء بالمضخة الحرارية، وخاصة خوارزمية التحكم في السرعة المتغيرة لضاغط التمرير الكهربائي للمركبة وخوارزمية التحكم في صمام الملف اللولبي (التحويل بين وضع تكييف الهواء ووضع المضخة الحرارية) غير ناضجة.
3) يحتوي نظام المضخة الحرارية على هيكل معقد، وعدد كبير من الأجزاء، وتصميم كابينة صعب.
4) التكلفة تزيد كثيرا ودورة التطوير طويلة.
5) مع انخفاض درجة الحرارة المحيطة، ستنخفض قيمة COP لنظام المضخة الحرارية. عندما تكون درجة الحرارة المحيطة أقل من -10 درجة، يجب أن تصل سرعة الضاغط الكهربائي إلى أكثر من 8 000 دورة/دقيقة للحفاظ على التوازن الحراري. عندما تصل سرعة الضاغط الكهربائي إلى أكثر من 8 000 دورة/دقيقة، يكون الضجيج مرتفعًا جدًا ومن الصعب تلبية متطلبات المعايير ذات الصلة. ولذلك، فإن طريقة تسخين المضخة الحرارية محدودة إلى حد كبير بنطاق درجة الحرارة.
