Giải pháp hệ thống điều hòa xe năng lượng mới
Nguồn nhiệt không khí ấm của hệ thống điều hòa không khí trên xe chạy bằng nhiên liệu chủ yếu được cung cấp bởi chất làm mát động cơ, nhưng hệ thống sưởi của xe điện thì khác. Các sơ đồ phổ biến để sưởi ấm hệ thống điều hòa không khí trên xe điện như sau:
① Bơm nhiệt. Nguyên lý làm việc của hệ thống điều hòa không khí bơm nhiệt trên xe điện được điều khiển bởi động cơ không chổi than DC được thể hiện trong hình. Chế độ làm mát/sưởi ấm của hệ thống điều hòa không khí được chuyển đổi bằng van đảo chiều bốn chiều, mũi tên nét liền biểu thị trạng thái làm mát và mũi tên chấm biểu thị trạng thái sưởi ấm. Về nguyên tắc, hệ thống này không khác gì máy điều hòa không khí bơm nhiệt thông thường, nhưng nó được sử dụng trong xe điện và nó đã đặc biệt phát triển máy nén cánh trượt hai khoang, động cơ không chổi than DC và hệ thống điều khiển biến tần. Trong điều kiện làm việc của bơm nhiệt, khi hệ thống chuyển từ chế độ rã đông sang chế độ sưởi ấm, nước ngưng tụ trên bộ trao đổi nhiệt trong ống dẫn khí sẽ bốc hơi nhanh chóng và sương giá sẽ hình thành trên kính chắn gió, ảnh hưởng đến an toàn khi lái xe.
②Máy sưởi điện PTC. Máy sưởi điện PTC là loại máy sưởi sử dụng phần tử nhiệt điện trở PTC làm nguồn nhiệt. Nhiệt điện trở PTC thường được làm bằng vật liệu bán dẫn, điện trở của nó thay đổi mạnh theo sự thay đổi của độ ẩm, khi nhiệt độ bên ngoài giảm, giá trị điện trở của PTC giảm và giá trị nhiệt lượng sẽ tăng theo. Theo vật liệu, nó có thể được chia thành điện trở nhiệt PTC gốm và điện trở nhiệt PTC polymer hữu cơ. Đối với máy sưởi điện phụ trợ cho điều hòa không khí là điện trở nhiệt PTC bằng gốm. Do phần tử nhiệt điện trở PTC có đặc tính thay đổi là giá trị điện trở của nó tăng hoặc giảm theo sự thay đổi của nhiệt độ môi trường, nên bộ gia nhiệt PTC có các đặc tính tiết kiệm năng lượng, nhiệt độ không đổi, an toàn và tuổi thọ cao.
Máy sưởi điện phụ trợ điều hòa không khí có thể được chia thành máy sưởi PTC gốm ngoại quan và máy sưởi hình ống PTC kim loại. Bộ gia nhiệt PTC bằng gốm ngoại quan là bộ gia nhiệt trong đó nhiều chip PTC bằng gốm và bộ tản nhiệt bằng nhôm sóng được liên kết với nhau bằng keo nhựa chịu nhiệt độ cao. Nó có tản nhiệt tốt và hiệu suất điện ổn định. Trong số đó, bộ gia nhiệt PTC gốm ngoại quan được chia thành loại tích điện trên bề mặt của bộ gia nhiệt và loại không tích điện trên bề mặt của bộ gia nhiệt.
Bộ gia nhiệt hình ống PTC kim loại sử dụng dây hợp kim niken-sắt nhập khẩu làm vật liệu gia nhiệt, ống gia nhiệt được khảm bằng nhôm tản nhiệt, hiệu quả tản nhiệt rất tốt. Máy sưởi được trang bị bộ điều khiển nhiệt độ và cầu chì nhiệt giúp sản phẩm an toàn và tin cậy hơn. Loại máy sưởi này có đặc tính tốt của vật liệu PTC và một số máy điều hòa không khí sử dụng loại máy sưởi này làm hệ thống sưởi phụ.
③Nhiệt dư cộng với PTC phụ trợ. Sử dụng nhiệt lượng sinh ra khi các thiết bị công suất lớn (bộ chuyển đổi điện năng, động cơ dẫn động, bộ điều khiển động cơ,…) hoạt động để trao đổi nhiệt với môi trường trong xe. Khi nhiệt không đủ, bộ gia nhiệt PTC phụ trợ sẽ được kích hoạt.
Mức tiêu thụ năng lượng của điều hòa không khí trong các phương tiện năng lượng mới chiếm hơn 15% mức tiêu thụ năng lượng của toàn bộ phương tiện; phương pháp gia nhiệt bằng điện trở nhiệt PTC tiêu tốn rất nhiều năng lượng và công nghệ bơm nhiệt có tác dụng tiết kiệm năng lượng rõ ràng, đã trở thành xu hướng ứng dụng để thay thế PTC. BMW, Mitsubishi và Nissan nước ngoài đều đã bắt đầu áp dụng công nghệ máy nén cuộn điện. Hiện nay một số dòng máy trong nước cũng áp dụng công nghệ này nhưng trình độ kỹ thuật hiện nay vẫn ở mức máy nén độc lập.
Đối với công nghệ bơm nhiệt, việc tăng thêm mật độ năng lượng và giảm nhiệt độ vận hành tối thiểu là trọng tâm của nghiên cứu và phát triển tiếp theo, cũng như một phương tiện quan trọng để tiết kiệm năng lượng.
