Requisitos Técnicos de Sistemas de Gestão Térmica
para veículos elétricos puros
A fonte de frio, a fonte de calor e outras fontes de energia do sistema de ar condicionado em veículos elétricos puros vêm todas do sistema de bateria. Para veículos puramente eléctricos, o ar condicionado não só afecta directamente o conforto de condução, mas também a sua autonomia.
O sistema de ar condicionado de um veículo 100% eléctrico não deve apenas fornecer funções de refrigeração/aquecimento, mas também ter em conta o consumo de energia do sistema, aumentando assim a sua complexidade. Devido à mudança no tipo de potência, o compressor scroll elétrico usado no ar condicionado de veículos elétricos melhorou significativamente o valor e a eficiência volumétrica em comparação com os compressores tradicionais. Atualmente, os veículos elétricos utilizam principalmente aquecedores PTC para aquecimento, o que reduz significativamente a autonomia no inverno. No futuro, espera-se que sistemas de ar condicionado com bomba de calor com maior eficiência de aquecimento sejam gradualmente adoptados.
O sistema de gerenciamento térmico de novos veículos energéticos precisa atender aos requisitos de ar condicionado da cabine (resfriamento, aquecimento, desembaçamento, etc.), controle de temperatura da bateria e dissipação de calor do motor e do controlador. Com base nos requisitos de gerenciamento abrangente de energia do veículo, compacidade e design leve, os sistemas de gerenciamento térmico automotivo estão gradualmente se desenvolvendo em direção ao gerenciamento térmico integrado do veículo.
Em termos gerais, os sistemas de gerenciamento térmico automotivo incluem principalmente sistemas de refrigeração de motores, sistemas de ar condicionado e sistemas de gerenciamento térmico de baterias. Funcionalmente, está dividido em dois componentes principais: o sistema térmico do compartimento do motor e o sistema térmico da cabine, com três ciclos principais: ciclo do motor, ciclo do ar condicionado e ciclo do intercooler. O ciclo de resfriamento do motor é relativamente simples, incluindo motor, radiador, termostato e bomba d'água. O ciclo do ar condicionado consiste principalmente no condensador, compressor e válvula de expansão. A função do sistema intercooler turboalimentado é aumentar o volume de ar de admissão do motor para melhorar suas características de potência. O problema é que a temperatura do ar pressurizado pelo turbocompressor é muito elevada; entrar diretamente no motor aceleraria o envelhecimento do óleo lubrificante do motor, exigindo que o intercooler reduzisse a temperatura do ar de admissão.
1) Sistema de ar condicionado: os veículos tradicionais a gasolina usam um compressor-acionado por motor para ar condicionado, enquanto os novos veículos movidos a energia só podem usarcompressores elétricos. Nos veículos a gasolina, os processos de ar condicionado e de resfriamento do motor são relativamente independentes, enquanto nos veículos de novas energias, os três{1}}sistemas de resfriamento elétricos estão intimamente conectados, geralmente compartilhando uma fonte de frio com o sistema de resfriamento da bateria. Nos veículos a gasolina, o motor serve como fonte de calor, utilizando uma bomba d’água para acionar a circulação da água para aquecimento. Atualmente, a maioria dos novos veículos energéticos utiliza aquecimento elétrico, mas a tendência futura é no sentido de sistemas de ar condicionado com bomba de calor mais eficientes-em termos energéticos.
(2) Gerenciamento térmico da bateria:A faixa ideal de temperatura operacional para baterias elétricas é de 20 a 30 graus. Em baixas temperaturas, a capacidade da bateria é menor e o desempenho de carga/descarga é fraco; em altas temperaturas, o ciclo de vida da bateria é reduzido e temperaturas excessivamente altas podem até levar a problemas de segurança, como explosões. Várias células de bateria são conectadas em série e em paralelo para formar uma bateria, e o calor gerado durante a carga e a descarga afeta-se mutuamente. Manter a bateria dentro de uma faixa de temperatura razoável requer um sistema complexo de gerenciamento térmico da bateria.
(3) Gerenciamento térmico do motor e do sistema de controle eletrônico: Os motores e componentes de controle eletrônico dos novos veículos energéticos têm altos requisitos de dissipação de calor durante a operação e geralmente requerem resfriamento ativo. Esses componentes geralmente requerem apenas dispositivos de resfriamento.
