Tại sao phương tiện sử dụng nhiên liệu truyền thống và phương tiện sử dụng năng lượng mới cần quản lý nhiệt?
Kiến trúc hệ thống quản lý nhiệt xe động cơ đốt trong truyền thống: Hệ thống quản lý nhiệt xe truyền thống cũng xoay quanh việc làm mát động cơ. Mô-đun quản lý nhiệt được chia thành ba phần phụ: động cơ, điều hòa không khí và lượng khí nạp.
Hệ thống quản lý nhiệt của xe sử dụng năng lượng mới bao gồm ba phần: quản lý nhiệt cabin, quản lý nhiệt hệ thống pin và hệ thống làm mát điều khiển điện tử động cơ. Xe năng lượng mới không có động cơ làm nguồn năng lượng nhiệt và hệ thống quản lý nhiệt pin mới được bổ sung. Mặt khác, hiệu suất của pin và các bộ phận nguồn rất nhạy cảm với nhiệt độ, điều khiển bộ trao đổi nhiệt Chiller, đội làm mát, van giãn nở điện tử, bơm nước điện tử và nước điện tử. Nhu cầu về van, máy nén điện và các bộ phận khác cũng tăng lên, đồng thời bổ sung thêm máy sưởi PTC hoặc hệ thống bơm nhiệt.
1. Mục đích của việc quản lý nhiệt động cơ: khởi động nguội êm ái và chống hiện tượng “sôi”
Đối với hệ thống quản lý nhiệt của xe động cơ đốt trong truyền thống, mục đích chính của quản lý nhiệt là hai:
(1) Khi thời tiết lạnh, hãy nhanh chóng làm nóng xe để khởi động ở trạng thái lạnh.
(2) Khi thời tiết nóng, tránh để động cơ bị “sôi”. Khi tắt động cơ của ô tô sử dụng động cơ đốt trong truyền thống trong một thời gian, động cơ đã nguội đi và nhiệt độ của động cơ thấp hơn nhiệt độ vận hành bình thường. Dầu động cơ chảy ngược trở lại chảo dầu do trọng lực. Khi khởi động lại xe, dầu trong chảo dầu cần được vận chuyển qua bơm dầu đến các bộ phận chuyển động khác nhau và các cặp ma sát qua đường dẫn dầu, đồng thời phải thiết lập và duy trì một áp suất dầu nhất định.
Ở những vùng mùa đông lạnh giá, chẳng hạn như vùng Đông Bắc ở nhiệt độ -35 độ, khả năng phun xăng cực kỳ kém. Khi khởi động, phải bơm một lượng dầu cao hơn nhiều so với khởi động bình thường để thu được hỗn hợp cháy có điều kiện, khó đánh lửa và thời gian khởi động ở nhiệt độ thấp rõ ràng là lâu hơn. Nói chung, việc khởi động thành công trong vòng 15 giây ở -35 độ là điều bình thường. Phun trực tiếp trong xi-lanh sẽ cải thiện hiệu suất khởi động nguội.
Do nhiệt độ dầu rất thấp và độ nhớt tăng nên khó bôi trơn nhanh các bộ phận động cơ trong điều kiện nhiệt độ thấp nên cần có thời gian để tăng nhiệt độ dầu. Mặt khác, khe hở giữa các bộ phận bên trong động cơ lớn và cần thời gian làm nóng. , khe hở quy định chỉ có thể đạt được dần dần sau khi gia nhiệt trước và giãn nở. Nếu màng dầu chưa hình thành giữa các bộ phận trong quá trình cấp dầu và thiết lập áp suất dầu, đặc biệt là các van nâng thủy lực ở đầu xi lanh thì chúng cần phải trải qua quá trình đổ dầu. Tại thời điểm này, độ hở của van lớn và sẽ tạo ra âm thanh "tách" cơ học bình thường khi van đóng và ngồi. Sự mài mòn cơ học do khó khởi động nguội có ảnh hưởng rất nghiêm trọng đến động cơ. Hơn 80% hao mòn động cơ xảy ra trong giai đoạn khởi động nguội.
“Sôi” có nghĩa là chất làm mát chống đông đang sôi, biểu thị trạng thái “nước đã sôi”. Chất làm mát sẽ không đạt đến điểm sôi trong điều kiện bình thường. Nếu xảy ra tình trạng "sôi", điều đó có nghĩa là chất làm mát bị hỏng, hệ thống làm mát tuần hoàn bị hỏng và các vấn đề quản lý nhiệt khác.
Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp ô tô trong nước phát triển nhanh chóng với sự xuất hiện của nhiều thương hiệu độc lập và vấn đề quản lý nhiệt ngày càng trở nên nổi bật. Việc bố trí các mô-đun làm mát trong khoang động cơ với không gian hạn chế chắc chắn sẽ gây trở ngại lớn cho luồng không khí làm mát, dẫn đến khả năng quá nhiệt cục bộ. , luồng không khí kém ở phía lạnh và các vấn đề khác. Nếu OEM chọn bộ trao đổi nhiệt và quạt mà không tính toán, phân tích hợp lý cho việc lựa chọn bộ trao đổi nhiệt của hệ thống làm mát, điều này sẽ dẫn đến các vấn đề về sự khớp giữa các mô-đun làm mát và giữa mô-đun làm mát với động cơ. Điều này khiến nhiệt độ nước làm mát tăng quá cao trong điều kiện tốc độ thấp hoặc điều kiện khắc nghiệt như leo dốc, từ đó khiến động cơ "sôi". Điều này càng làm cho độ bền của các thanh nối, piston, vòng piston và các bộ phận khác bị giảm hoặc biến dạng, khiến ô tô khó chịu được tải trọng lái bình thường và phá hủy hoạt động bình thường của các bộ phận khác nhau, ảnh hưởng đến độ tin cậy của toàn bộ xe.
2. Mục đích quản lý nhiệt của phương tiện sử dụng năng lượng mới: sưởi ấm bên trong cabin để cung cấp nhiệt độ vận hành phù hợp cho ba hệ thống điện
Hiệu suất nhiệt của động cơ đốt trong truyền thống có thể đạt khoảng 40%. Thông qua hệ thống quản lý nhiệt hiệu quả, nhiệt thải do động cơ tạo ra có thể được thu hồi và cung cấp cho buồng lái để sưởi ấm. Tuy nhiên, phương tiện sử dụng năng lượng mới không thể sử dụng nhiệt sinh ra từ quá trình đốt cháy. Các giải pháp sưởi ấm chủ đạo bao gồm PTC không khí (sưởi ấm gió), PTC sưởi ấm nước và điều hòa không khí bơm nhiệt. Nguyên lý làm nóng của hệ thống sưởi loại nhiệt điện trở PTC rất đơn giản, dựa vào dòng điện đi qua điện trở để tạo ra nhiệt. PTC được sử dụng trong xe điện thuần túy là một nhiệt điện trở bán dẫn.
Đặc điểm của PTC là khi nhiệt độ tăng thì điện trở của vật liệu PTC cũng sẽ tăng. Đặc tính này xác định rằng trong điều kiện điện áp không đổi, bộ gia nhiệt PTC nóng lên nhanh hơn khi nhiệt độ thấp và khi nhiệt độ tăng, điện trở trở nên lớn hơn và dòng điện nhỏ hơn, PTC tiêu thụ ít năng lượng hơn, giúp nhiệt độ tương đối ổn định.
Bộ làm mát nước làm mát PTC thường được kết hợp với mạch nước làm mát động cơ; sưởi ấm không khí PTC là lắp PTC trực tiếp vào lõi lò sưởi của cabin, lưu thông không khí trong xe qua quạt gió và làm nóng trực tiếp không khí trong cabin thông qua lò sưởi PTC. Cấu trúc tương đối đơn giản. Công nghệ PTC có ưu điểm là chi phí thấp, quy trình sản xuất đơn giản và làm nóng nhanh. Tuy nhiên, việc sử dụng PTC để làm nóng xe điện sẽ làm giảm nghiêm trọng phạm vi di chuyển của xe, COP của công nghệ PTC nhỏ hơn 1 và hiệu suất thấp. Trong bối cảnh này, công nghệ bơm nhiệt đã thu hút được nhiều sự chú ý hơn.
