Analyse des solutions de chauffage des véhicules électriques
Chauffage de l'air haute tension
Plan de mise en œuvre
La figure 7 montre la structure du système de chauffage à air haute tension. Retirez les tuyaux d'entrée et de sortie d'origine du véhicule et le noyau de chauffage, remplacez le noyau de chauffage par un réchauffeur d'air PTC de la même taille et méthode d'installation que le noyau de chauffage d'origine du véhicule, puis changez les circuits de commande concernés et isolez la mesure du noyau PTC.
Avantages
1) Aucune modification de la structure CVC n’est requise.
2) Contrairement aux aérothermes à basse tension, qui sont limités par de nombreux facteurs tels que la capacité de puissance de sortie, les aérothermes à haute tension peuvent fournir une puissance de sortie très élevée et un chauffage à haut rendement.
3) En chauffant directement l'air, la température de la pièce de conduite augmente rapidement.
Désavantages
1) Pour que le système de climatisation et de chauffage réponde aux réglementations de dégivrage et de désembuage ainsi qu'aux exigences de chauffage, la puissance de chauffage du PTC doit être d'au moins 3 000 W ou plus. Cette puissance est très consommatrice par rapport à la capacité totale de la batterie, ce qui affecte sérieusement l’autonomie des véhicules purement électriques.
2) Des PTC d'une puissance de chauffage supérieure à 3 000 W sont disposés dans le système CVC, ce qui peut entraîner des risques pour la sécurité. La plage de tension de fonctionnement du chauffage à air haute tension PTC est généralement de 250 à 450 V (CC) et des mesures d'isolation haute tension doivent être prises. La norme EN60335 exige que le niveau d'isolation des produits haute tension soit supérieur ou égal à 2 000 V. Lors de la conception des produits, il est nécessaire de prendre en compte les mesures de sécurité de l'isolation multicouche (Figure 8), ce qui augmente considérablement le coût du produit lui-même et rend son application difficile.
3) Le chauffage à air haute tension est disposé dans le CVC. Des mesures d'isolation sont nécessaires pour le chauffage à air haute tension. Sinon, lorsque la température du chauffage à air haute tension est élevée, la coque CVC produira des odeurs et affectera la qualité de l'air dans la cabine.
Chauffage de l'eau haute tension
Plan de mise en œuvre
Un chauffe-eau à haute tension, un réservoir d'eau, une pompe à eau et des conduites d'eau sont ajoutés à la salle des machines pour former un système de circulation d'eau fermé avec le noyau de chauffage d'origine de la voiture.
Avantages
Le système est très efficace. Selon la technologie actuelle des compresseurs électriques, le COP du système de pompe à chaleur est de 2,5 à 0 degrés et de 2,0 à -5 degrés. Par conséquent, dans l’hypothèse de générer la même chaleur, il est préférable d’utiliser le chauffage par pompe à chaleur plutôt que le chauffage électrique. Le mode de chauffage consomme moins d'électricité et peut augmenter l'autonomie du véhicule.
Des difficultés
1) La technologie des composants clés est immature : les composants de base tels que les compresseurs électriques, les condenseurs internes, les condenseurs évaporatifs et les électrovannes pour les canalisations de réfrigération sont encore en recherche et développement. Pour les condenseurs évaporatifs, la réduction de la pression interne est un facteur clé pour améliorer la capacité maximale de transfert de chaleur du produit ; une taille raisonnable des ailettes peut réduire le risque de gel dans le condenseur évaporatif.
2) Technologie de contrôle immature : La technologie de contrôle de la climatisation par pompe à chaleur, en particulier l'algorithme de contrôle de vitesse variable du compresseur à spirale électrique du véhicule et l'algorithme de contrôle de l'électrovanne (conversion entre le mode climatisation et le mode pompe à chaleur), sont immatures.
3) Le système de pompe à chaleur a une structure complexe, un grand nombre de pièces et un aménagement de cabine difficile.
4) Le coût augmente beaucoup et le cycle de développement est long.
5) À mesure que la température ambiante diminue, la valeur COP du système de pompe à chaleur diminuera. Lorsque la température ambiante est inférieure à -10 degrés, la vitesse du compresseur électrique doit atteindre plus de 8 000 tr/min pour maintenir l'équilibre thermique. Lorsque la vitesse du compresseur électrique atteint plus de 8 000 tr/min, le bruit est très fort et il est difficile de répondre aux exigences des normes en vigueur. Par conséquent, la méthode de chauffage par pompe à chaleur est fortement limitée par la plage de température.
