히트펌프 통합 열관리 시스템 연구
순수 전기 상용차용
1. 전통적인 열 관리 시스템
주요 열원으로 순수 전기 상용차 설계에 일반적으로 사용되는 열 관리 시스템에는 전원 배터리 시스템 열 관리(BTMS), 에어컨 시스템 열 관리 및 모터 전자 제어 시스템 열 관리가 포함됩니다. 전통적인 분산형 열 관리 시스템은 배터리, 에어컨 및 모터 전자 제어 시스템의 3개 루프가 서로 독립적이라는 것입니다. 각각은 완전한 온도 제어 시스템과 파이프라인 시스템을 갖추고 있습니다. 따라서 자동차 작동 중에 특정 시스템에 대한 전기 난방 시스템이 있습니다. 동시에, 다른 구성요소나 시스템의 외부 방열 에너지가 완전히 활용되지 않아 에너지 낭비를 초래할 뿐만 아니라 에너지 보존 및 환경 보호에도 해를 끼칩니다. 반면, 전체 열관리 시스템의 통합 수준이 낮기 때문에 파이프라인이 복잡하고, 부품 수가 많고, 비용이 많이 들고, 차량의 품질이 무겁습니다. 이는 또한 차량 작동 중 배터리 전력 소모를 가속화하고 차량 수명을 단축시킵니다. 주행거리는 차량의 경제성에 큰 영향을 미칩니다.
2. 히트펌프형 통합 열관리 시스템
통합 열 관리 시스템을 기반으로 배터리의 고온 민감도를 더 잘 충족시키기 위해 순수 전기 상용차의 열 관리의 복잡성과 정교함이 계속 증가하고 있으며 히트 펌프와 같은 일부 혁신적인 응용 프로그램이 추가되고 있습니다. 그 중 하나입니다. 히트펌프 자체는 열을 생산하지 않고 단지 열을 전달하는 역할을 합니다. 역카르노 사이클 원리(그림 1)를 바탕으로 소량의 전기 에너지를 사용하여 장치를 구동하고, 작동 매체를 위장된 상태로 순환시키며, 낮은 등급의 열에너지를 흡수, 압축 및 가열한 후 활용합니다. 히트펌프의 주요 구성요소로는 냉매, 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기가 있습니다. 이는 냉매/냉매라는 매체가 루프 내에서 지속적으로 압축 및 팽창되는 폐쇄 루프입니다. 압축 및 팽창될 때마다(즉, 작동 주기마다) 냉매는 저온 환경에서 열을 "추출"하여 고온 환경으로 전달합니다. 공기는 냉매로 사용되지 않지만, 오염을 일으키지 않고, 사이클당 열효율이 매우 낮아 비용이 들지 않습니다. 실제 사용되는 냉매는 열을 흡수하면 증발하고, 열을 방출하면 응축되는 액체입니다. 액체 형태를 변경하는 과정은 각 작업 주기에서 열 효율을 크게 향상시킬 수 있습니다. 히트펌프 시스템에는 냉방과 난방의 두 가지 작동 모드가 있습니다. 히트펌프 기술과 통합열관리시스템을 융합함으로써 새로운 히트펌프형 통합열관리시스템을 개발할 수 있습니다. 이 기술을 적용한 히트펌프 공조시스템은 전기식 공조압축기를 사용하며, 냉동사이클의 가역적 특성을 활용하여 냉동과 난방을 통합하는 시스템이다. 다재다능함, 컴팩트한 구조, 고효율, 에너지 절약 및 환경 보호 등의 장점을 갖고 있으며 새로운 유형의 차량 에어컨이 되었습니다. 경향. 겨울철 난방 조건에서는 COP(성능계수)가 2~4에 이를 수 있습니다. 에너지 효율은 순수 전기차 분야에서 일반적으로 사용되는 PTC 난방 시스템의 몇 배에 달해 주행 거리를 100배 이상 효과적으로 연장할 수 있습니다. 20%. 현재 유형의 히트펌프 시스템에는 주로 직접 히트펌프 에어컨 시스템, 간접 히트펌프 에어컨 시스템, 공기 보충 및 엔탈피 증가 직접 히트펌프 에어컨 시스템이 포함됩니다. 그림 2에 표시된 것처럼 가열 및 냉각에 사용할 수 있습니다. 평신도의 말로 히트펌프 시스템에 4방향 역전밸브를 사용하면 히트펌프 에어컨의 증발기와 응축기의 기능을 상호 교환하고 열전달 방향을 바꾸어 여름철 냉방 효과를 얻을 수 있고, 겨울에는 난방.
3. 히트펌프 일체형 열관리 시스템의 장점과 단점
주요 장점은 다음과 같습니다. 1) 강력한 시스템 통합: 여러 열 관리 하위 시스템이 하나의 시스템에 통합되어 통합 제어 및 최적화를 달성합니다. 이는 시스템 복잡성을 줄이고 관리 효율성을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 2) 에너지 효율 각 부품의 온도와 열 흐름을 정밀하게 제어함으로써 에너지를 보다 효율적으로 사용하고 에너지 소비를 줄일 수 있습니다. 3) 지능형 관리: 일반적으로 지능형 관리를 달성하기 위해 시스템의 작동 상태를 실시간으로 모니터링하고 조정할 수 있는 고급 센서 및 제어 시스템이 장착되어 있습니다. 4) 환경 적응성: 운영 전략은 환경 조건에 따라 자동으로 조정되어 시스템의 적응성과 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 5) 설치 및 유지관리: 통합 열관리 시스템은 구조가 콤팩트하고 설치가 용이합니다.
주요 단점은 다음과 같습니다. 1) 높은 기술 난이도: 여러 하위 시스템을 통합해야 하며 기술 난이도가 상대적으로 높으며 전문적인 기술 지원이 필요합니다. 2) 대규모 초기 투자: 통합 열 관리에는 여러 하위 시스템의 통합이 필요하므로 초기 투자 비용이 상대적으로 큽니다. 3) 높은 유지 관리 비용: 시스템의 복잡성으로 인해 통합 열 관리의 유지 관리 비용도 상대적으로 높습니다. 요약하면, 차량의 종합적인 성능 향상을 목적으로 하는 히트펌프 통합 열 관리, 통합 설계 최적화의 표준, 다중 시스템 조정 제어 및 전체 관리 수단은 에너지 활용 효율, 지능화 측면에서 큰 이점을 갖습니다. 관리, 환경 적응성 및 장기 성과. 이는 수명 및 기타 측면에서 상당한 이점을 갖고 있으며 이러한 이점은 향후 차량 열 관리 개발의 일반적인 추세입니다.
