Analyse de la gestion thermique automobile -
Analyse du principe et du fonctionnement du chauffe-eau PTC
Un avantage duChauffe-eau PTCLe système de chauffage est qu'il hérite du système de chauffage des véhicules à essence, éliminant ainsi le besoin de modifier l'ensemble CVC existant, réduisant ainsi considérablement les coûts de modification pour les constructeurs automobiles produisant des véhicules électriques. Les principaux composants du système de chauffage du chauffe-eau PTC comprennent : le chauffe-eau PTC, la pompe à eau électrique, la chambre de dégazage, les conduites d'eau et le radiateur de chauffage. La chambre de dégazage du système a deux fonctions :
(1) Réduction de la pression du système : pendant le processus de chauffage, le liquide de refroidissement produit de la vapeur d'eau, provoquant une augmentation de la pression du système. Lorsque cette pression dépasse un certain seuil, la soupape d'échappement de la chambre de dégazage s'ouvre, libérant la vapeur d'eau dans l'atmosphère, réduisant ainsi la pression du système.
(2) Pendant le processus de circulation de l'eau du système, du liquide de refroidissement peut fuir et peut être reconstitué à l'aide du liquide de refroidissement stocké dans la chambre de dégazage.
I. Analyse de la composition du système
L'élément chauffant du chauffe-eau PTC est une thermistance PTC. Les thermistances PTC sont constituées d'un matériau semi-conducteur avec un coefficient de température positif. Ils peuvent être divisés en thermistances PTC à base de céramique - et en thermistances PTC à base de polymère - [20]. Les thermistances PTC à base de céramique-sont des matériaux semi-conducteurs avec une certaine conductivité, avec BaTiO3 ou V3O3 comme composants principaux et une petite quantité d'éléments donneurs ajoutés, qui sont mélangés et frittés. Les thermistances PTC à base de polymères sont des matériaux polymères formés en combinant des polymères organiques (tels que le polyéthylène) comme matrice et en incorporant des charges conductrices telles que du noir de carbone, du graphite ou de la poudre métallique et des oxydes métalliques. Ce système utilise du PTC en céramique, qui présente les avantages d'un chauffage à température constante, de l'absence de flamme nue, d'une efficacité thermique élevée et d'une longue durée de vie. La résistivité des thermistances PTC augmente avec l'augmentation de la température. Lorsque la température dépasse la température de Curie, la résistivité augmente soudainement, entraînant une diminution de la puissance de chauffage, permettant ainsi d'obtenir la fonction de température constante.
II. Analyse des fonctions du système
1) Technologie de démarrage progressif
Au début du démarrage-, le chauffage fonctionne avec une faible puissance, puis le cycle de service du PWM est progressivement augmenté pour augmenter lentement la puissance. L'objectif est de réduire efficacement les dommages causés par le courant d'appel au circuit et à la batterie, réduisant ainsi les pannes du contrôleur et prolongeant la durée de vie de la batterie.
2) Large tension de fonctionnement
La tension d’une batterie de véhicule électrique n’est pas constante ; la tension de sortie diminue à mesure que la batterie est épuisée. Le chauffe-eau conçu dans cet article vise à fonctionner normalement dans une large plage de tension (DC400V-DC600V), et son effet de chauffage n'est pas affecté par les changements de tension, garantissant un chauffage stable pendant le fonctionnement.
3) Régulation de puissance linéaire
La commutation de l'élément chauffant PTC dans le radiateur est contrôlée par un IGBT (Inductively Coupled Device). La sortie du circuit de commande IGBT est connectée au chauffe-eau de charge et l'entrée est connectée à un signal PWM. La puissance du chauffe-eau est ajustée en modifiant le rapport cyclique du signal PWM. Le contrôleur ajuste en permanence la puissance du chauffage pour augmenter rapidement et de manière stable la température intérieure en fonction des informations en temps réel-des capteurs de température de la température de l'eau et de la température intérieure du véhicule. Cette régulation de puissance linéaire est similaire à celle d'un climatiseur à fréquence variable, ce qui le rend plus économe en énergie-.
4) Diagnostic de panne CAN
En cas de dysfonctionnement du radiateur, tel qu'un élément chauffant endommagé, une pompe à eau électrique-non fonctionnelle ou une panne du module de communication CAN, le système de contrôle peut afficher les informations de défaut sur le panneau d'affichage pour alerter l'utilisateur et déconnecter la haute tension du radiateur, arrêtant ainsi le chauffage.
5) Contrôle de protection du groupe d'éléments chauffants
Lorsqu'un élément chauffant tombe en panne, cet élément est déconnecté, tandis que les autres éléments chauffants continuent de fonctionner normalement, empêchant l'ensemble du chauffage de s'arrêter et améliorant ainsi l'efficacité.
