สามขั้นตอนของยานพาหนะพลังงานใหม่
การพัฒนาระบบการจัดการความร้อน
ขั้นที่ 1
ระบบการจัดการความร้อนรุ่นแรก-: ระบายความร้อนด้วยอากาศจากแบตเตอรี่-หรือระบายความร้อนด้วยของเหลว- การทำความร้อน PTC และการระบายความร้อนด้วยของเหลวที่ควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ของมอเตอร์ ทั้งหมดทำงานอย่างเป็นอิสระต่อกัน
ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนารถยนต์พลังงานใหม่ จุดเน้นอยู่ที่การเปลี่ยนเครื่องยนต์ในรถยนต์เบนซินเป็นแบตเตอรี่และมอเตอร์เป็นหลัก ในระหว่างการขับขี่ปกติ ระบบแบตเตอรี่จะสร้างความร้อน โดยมีอุณหภูมิการทำงานที่มีประสิทธิภาพอยู่ที่ 15-35 องศา การระบายความร้อนด้วยอากาศถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์พลังงานใหม่ในยุคแรกๆ เนื่องจากมีโครงสร้างที่เรียบง่าย ต้นทุนต่ำ และบำรุงรักษาง่าย
เมื่อกำลังมอเตอร์และการชาร์จเพิ่มขึ้น การระบายความร้อนด้วยอากาศไม่สามารถตอบสนองข้อกำหนดการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่ได้อีกต่อไป ซึ่งนำไปสู่การอัปเกรดเป็นการระบายความร้อนด้วยของเหลวอย่างค่อยเป็นค่อยไป ในฤดูหนาว เนื่องจากอุณหภูมิแวดล้อมลดลง ระบบทำความร้อน PTC จึงถูกนำมาใช้เพื่อให้ความร้อนแก่สารหล่อเย็น จากนั้นจึงถ่ายเทความร้อนไปยังระบบแบตเตอรี่ การทำความเย็นในห้องโดยสารยังคงดำเนินต่อไปโดยใช้ระบบยุคของรถยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซิน-: คอมเพรสเซอร์เครื่องปรับอากาศแบบกลไกได้รับการอัพเกรดเป็นคอมเพรสเซอร์ไฟฟ้า โดยทั่วไปการให้ความร้อนทำได้โดยใช้การให้ความร้อน PTC ข้อดีโดยรวมของโซลูชันนี้คือความเรียบง่าย ต้นทุนต่ำ และความซับซ้อนของโครงสร้างต่ำ ข้อเสียคือใช้พลังงานสูงและระยะการขับรถสั้นในฤดูหนาว
ขั้นที่ 2
-ระบบการจัดการความร้อนรุ่นที่สอง: การระบายความร้อนด้วยของเหลวจากแบตเตอรี่ การทำความร้อน PTC และการระบายความร้อนด้วยของเหลวที่ควบคุมด้วยมอเตอร์/อิเล็กทรอนิกส์ ระบบนี้ใช้ความร้อนเหลือทิ้งจากมอเตอร์/ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์เพื่อให้ความร้อนแก่ระบบแบตเตอรี่ ทำให้เกิดการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่
ระบบนี้ต่อยอดมาจากรุ่นแรก โดยจะเชื่อมต่อมอเตอร์/ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ และวงจรการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่แบบอนุกรมและขนาน โดยใช้ความร้อนเหลือทิ้งจากมอเตอร์/ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์อย่างเต็มที่เพื่อให้ความร้อนแก่ระบบแบตเตอรี่ ซึ่งจะช่วยลดการใช้ PTC ในฤดูหนาว ปรับปรุงประสิทธิภาพการจัดการความร้อนโดยรวมของยานพาหนะไฟฟ้า และเพิ่มระยะการขับขี่
ตัวอย่างเช่น XPeng P7 ใช้วาล์วสี่-ทางเพื่อเชื่อมต่อวงจรระบายความร้อนของมอเตอร์/การควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ และวงจรระบายความร้อนของชุดแบตเตอรี่ เมื่อก้อนแบตเตอรี่ไม่ต้องการความร้อน ความร้อนจากมอเตอร์/วงจรควบคุมอิเล็กทรอนิกส์จะกระจายผ่านชุดหม้อน้ำมอเตอร์ของโมดูลส่วนหน้า- เมื่อจำเป็นต้องทำความร้อน สารหล่อเย็นจะพาความร้อนออกจากมอเตอร์/ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ และไหลผ่านวงจรทำความเย็นของชุดแบตเตอรี่ หากความร้อนไม่เพียงพอ PTC จะให้ความร้อนเสริมเพื่อการประหยัดพลังงาน
ระบบการจัดการระบายความร้อนรุ่นที่สอง-ยังคงใช้ PTC เพื่อตอบสนองความต้องการในการทำความร้อนของห้องโดยสารและแบตเตอรี่ โดยทั่วไปการทำความร้อนห้องโดยสารทำได้โดยใช้เครื่องทำความร้อน PTC แบบใช้พัดลม-
ที่เครื่องทำความร้อน PTCทำให้อากาศโดยรอบร้อนขึ้น จากนั้นระบบโบลเวอร์จะเป่าลมเข้าไปในห้องโดยสารเพื่อให้เกิดฟังก์ชันการทำความร้อน อีกวิธีหนึ่ง เครื่องทำความร้อน PTC แบบน้ำ-สามารถใช้เพื่อให้ความร้อนแก่สารหล่อเย็น ซึ่งจากนั้นจะไหลผ่านแกนเครื่องทำความร้อนเพื่อให้ความร้อนแก่ห้องโดยสาร ความต้องการในการทำความร้อนของระบบแบตเตอรี่ส่วนใหญ่ทำได้โดยการใช้เครื่องทำความร้อน PTC แบบน้ำ-เพื่อให้ความร้อนแก่สารหล่อเย็นและชุดแบตเตอรี่
อย่างไรก็ตาม เครื่องทำความร้อน PTC โดยทั่วไปจะมีกำลังไฟฟ้าที่ 1-6kW ทำให้มีการใช้พลังงานเพิ่มขึ้นอีก 4-6kWh ต่อ 100 กม. ตัวอย่างเช่น ด้วยเวลาในการขับขี่ที่ชาร์จเต็ม 4-5 ชั่วโมง ระบบทำความร้อน PTC จึงสามารถลดระยะทางของรถยนต์พลังงานใหม่ได้ 100-150 กม. ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้ระยะทางลดลงเมื่อเปิดเครื่องทำความร้อนในฤดูหนาว
ด่าน 3
ระบบการจัดการความร้อนรุ่นที่สาม: ขั้นตอนนี้เพิ่มระบบปั๊มความร้อน ส่งผลให้ภาพรวมมีประสิทธิภาพและซับซ้อนมากขึ้นระบบการจัดการความร้อน. ระบบสารทำความเย็นและน้ำ-ได้รับการบูรณาการเข้าด้วยกัน ซึ่งแสดงถึงแนวโน้มไปสู่การบูรณาการที่มากขึ้น ดังตัวอย่างจาก Tesla Model Y
ในด้านสารทำความเย็น จะมีการเพิ่มคอนเดนเซอร์ภายในอาคารและวาล์วสามทาง-สารทำความเย็นเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดในการทำความร้อนของปั๊มความร้อน โดยแทนที่เครื่องทำความร้อน PTC แรงดันสูง-แบบเดิม เครื่องทำความร้อน PTC แรงดันต่ำ-เพิ่มเติมอีกสองตัวมีฟังก์ชันการละลายน้ำแข็ง การละลายฝ้า และการทำความร้อนเสริมเป็นหลัก โดยทั่วไปแล้ว การเปลี่ยนระบบที่มีอยู่ด้วยปั๊มความร้อนจะช่วยประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้ 2-3 kWh ต่อ 100 กิโลเมตร ส่งผลให้ช่วงโดยรวมดีขึ้น 10%-15%
