Kjarni hitastjórnunar er hvernig loftkæling virkar: „Varmaflæði og varmaskipti“
Hitastýring nýrra orkutækja er í samræmi við virkni heimilisloftkæla. Báðar nota þær „öfuga Carnot hringrás“ til að breyta lögun kælimiðilsins í gegnum þjöppuna og skipta þannig hita milli loftsins og kælimiðilsins til að ná fram kælingu og upphitun. Kjarni hitastýringar er „varmaflæði og -skipti“. Hitastýring nýrra orkutækja er í samræmi við virkni heimilisloftkæla. Báðar nota þær „öfuga Carnot hringrás“ til að breyta lögun kælimiðilsins í gegnum þjöppuna og skipta þannig hita milli loftsins og kælimiðilsins til að ná fram kælingu og upphitun. Hún skiptist aðallega í þrjár rásir: 1) Mótorrás: aðallega til varmadreifingar; 2) Rafhlöðurás: krefst mikillar hitastillingar, sem krefst bæði hita og kælingar; 3) Stjórnklefarás: krefst bæði hita og kælingar (samsvarandi kælingu og upphitun loftkælingar). Vinnuaðferð hennar má einfaldlega skilja sem að tryggja að íhlutir hverrar rásar nái viðeigandi vinnuhita. Uppfærslustefnan er sú að þrjár rásirnar eru tengdar í röð og samsíða hver annarri til að ná fram samþættingu og nýtingu kulda og hita. Til dæmis sendir loftkæling bílsins kælingu/hita sem myndast í farþegarýminu, sem er „loftkælingarrásin“ fyrir hitastjórnun; dæmi um uppfærslustefnu: eftir að loftkælingarrásin og rafhlöðurásin eru tengd í röð/samsíða, veitir loftkælingarrásin rafhlöðurásinni kælingu/hita er skilvirk „hitastjórnunarlausn“ (sparar hluta rafhlöðurásarinnar/orkusparandi notkun). Kjarni hitastjórnunar er að stjórna hitaflæðinu þannig að hitinn flæði á staðinn þar sem „hans“ er þörf; og besta hitastjórnunin er „orkusparandi og skilvirk“ til að ná fram flæði og skipti á hita.
Tæknin til að ná þessu ferli kemur frá loftkælingarkælum. Kæling/hitun loftkælingarkæla er náð með meginreglunni um „öfuga Carnot-hringrás“. Einfaldlega sagt er kælimiðillinn þjappaður af þjöppunni til að gera hann heitan, og síðan fer hitaða kælimiðillinn í gegnum þéttitækið og losar varmann út í umhverfið. Í ferlinu nær útvermda kælimiðillinn eðlilegu hitastigi og fer inn í uppgufunartækið til að þenjast út til að lækka hitastigið enn frekar, og fer síðan aftur til þjöppunnar til að hefja næsta hringrás til að ná fram varmaskipti í loftinu, og þenslulokinn og þjöppan eru mikilvægustu hlutar þessa ferlis. Hitastjórnun bíla byggist á þessari meginreglu til að ná fram hitastjórnun ökutækja með því að skiptast á hita eða kulda frá loftkælingarrásinni til annarra hringrása.
Snemma nýrra orkugjafabíla voru með sjálfstæðar hitastýringarrásir og lága skilvirkni. Þrjár rásir (loftkæling, rafhlaða og mótor) í fyrstu hitastýringarkerfunum störfuðu sjálfstætt, þ.e. loftkælingarrásin sá aðeins um kælingu og upphitun stjórnklefans; rafhlaðarásin sá aðeins um hitastýringu rafhlöðunnar; og mótorrásin sá aðeins um kælingu mótorsins. Þessi sjálfstæða gerð veldur vandamálum eins og gagnkvæmu sjálfstæði milli íhluta og lágri orkunýtingu. Beinustu birtingarmyndirnar í nýjum orkugjöfum eru vandamál eins og flóknar hitastýringarrásir, léleg endingartími rafhlöðu og aukin þyngd. Þess vegna er þróunarleið hitastýringar að láta þrjár rásir rafhlöðu, mótor og loftkælingar vinna saman eins mikið og mögulegt er og ná fram samvirkni íhluta og orku eins mikið og mögulegt er til að ná fram minni íhlutarúmmáli, léttari þyngd og lengri líftíma rafhlöðunnar.
2. Þróun hitastýringar er ferlið við samþættingu íhluta og orkusparandi nýtingu
Farið yfir þróunarsögu hitastýringar þriggja kynslóða nýrra orkutækja og fjölhliða lokinn er nauðsynlegur þáttur í uppfærslum á hitastýringu.
Þróun varmastjórnunar er ferli samþættingar íhluta og skilvirkrar orkunýtingar. Með stuttri samanburði hér að ofan má sjá að samanborið við núverandi fullkomnasta kerfi hefur upphaflega varmastjórnunarkerfið aðallega meiri samlegðaráhrif milli hringrásanna, til að ná fram samnýtingu íhluta og gagnkvæmri orkunýtingu. Við skoðum þróun varmastjórnunar frá sjónarhóli fjárfesta. Við þurfum ekki að skilja virkni allra íhluta, en skýr skilningur á því hvernig hver hringrás virkar og þróunarsögu varmastjórnunarrása mun gera okkur kleift að spá fyrir um skýrar. Ákvarða framtíðarþróunarstefnu varmastjórnunarrása og samsvarandi breytingar á verðmæti íhluta. Þess vegna verður hér á eftir farið stuttlega yfir þróunarsögu varmastjórnunarkerfa svo að við getum uppgötvað framtíðarfjárfestingartækifæri saman.
Hitastýring nýrra orkugjafa er venjulega byggð upp af þremur hringrásum. 1) Loftræstikerfi: Virknihringrásin er einnig sú hringrás sem hefur hæsta gildi í hitastýringu. Helsta hlutverk hennar er að stilla hitastig farþegarýmisins og samhæfa við aðrar hringrásir samsíða. Hún veitir venjulega hita með PTC-reglunni (PTC kælivökvahitari/PTC lofthitari) eða hitadæla og veitir kælingu með loftræstikerfinu; 2) Rafhlöðurás: Hún er aðallega notuð til að stjórna rekstrarhita rafhlöðunnar þannig að rafhlaðan haldi alltaf besta rekstrarhita, þannig að þessi rás þarfnast hita og kælingar á sama tíma eftir mismunandi aðstæðum; 3) Mótorrás: Mótorinn myndar hita þegar hann virkar og rekstrarhitastig hans er breitt. Rásin þarfnast því aðeins kælingarþarfar. Við fylgjumst með þróun kerfissamþættingar og skilvirkni með því að bera saman breytingar á hitastjórnun helstu gerða Tesla, Model S og Model Y. Í heildina er fyrsta kynslóð hitastjórnunarkerfisins: rafhlaðan er loftkæld eða vökvakæld, loftkælingin er hituð með PTC og rafdrifskerfið er vökvakælt. Þrjár rásirnar eru í grundvallaratriðum haldnar samsíða og keyra óháð hvor annarri; önnur kynslóð hitastjórnunarkerfisins: Vökvakæling rafhlöðunnar, PTC-hitun, rafstýrð vökvakæling mótorsins, notkun á úrgangshita rafmótors, dýpkun raðtengingar milli kerfa, samþætting íhluta; Þriðja kynslóð hitastjórnunarkerfis: hitadæla fyrir loftræstingu, hita í mótorstöð. Notkun tækninnar eykst, kerfin eru tengd í röð og rafrásin er flókin og enn frekar samþætt. Við teljum að kjarninn í þróun hitastjórnunar nýrra orkutækja sé: byggt á varmaflæði og -skipti loftræstitækni, til að 1) forðast varmaskemmdir; 2) bæta orkunýtni; 3) endurnýta hluti til að ná fram rúmmáls- og þyngdarlækkun.
Birtingartími: 12. maí 2023
