Comment fonctionne le système de climatisation des véhicules électriques purs
Concernant le système de climatisation, il existe des différences dans la composition du système entre les véhicules électriques et les véhicules traditionnels, et différents types de véhicules électriques ont des caractéristiques différentes. Cet article présente principalement le principe de fonctionnement du système de climatisation des véhicules purement électriques.
Les véhicules électriques purs n'ont pas de moteur comme source d'énergie pour le compresseur de climatisation, et il n'y a pas de chaleur perdue par le moteur qui puisse être utilisée pour obtenir des effets de chauffage et de dégivrage. Les véhicules électriques à pile à combustible ne disposent pas de moteur comme source d'alimentation pour le compresseur de climatisation, mais le moteur à pile à combustible peut générer une chaleur résiduelle relativement stable.
Pour les véhicules électriques hybrides, le moteur ne peut à aucun moment être utilisé comme source d’énergie pour la réfrigération et la compression en raison de sa stratégie de contrôle. La première chose que fait un climatiseur de voiture pour réguler l’air à l’intérieur de l’habitacle est d’ajuster la température de l’air et de réduire la température de l’air grâce au refroidissement.
Selon les caractéristiques des véhicules électriques, les principales méthodes de réfrigération et de climatisation actuellement disponibles pour les véhicules électriques comprennent la réfrigération thermoélectrique, la réfrigération par compresseur électrique et la réfrigération par chaleur résiduelle. Parmi eux, la réfrigération de la chaleur résiduelle peut être envisagée pour une utilisation dans les véhicules électriques à pile à combustible.
Système de climatisation pour véhicule électrique : système de réfrigération
La réfrigération à semi-conducteurs, également connue sous le nom de réfrigération thermoélectrique, est une technologie de réfrigération à semi-conducteurs qui n'utilise pas de réfrigérant et ne comporte aucune pièce de fonctionnement. La thermopile fonctionne comme un compresseur frigorifique à compression, la partie froide et son échangeur thermique sont équivalents à un évaporateur frigorifique à compression, et la partie chaude et son échangeur thermique sont équivalents à un condenseur. Lorsque l'électricité est appliquée, les électrons libres et les trous quittent l'extrémité froide de la thermopile et se déplacent vers l'extrémité chaude sous l'action du champ électrique externe, ce qui équivaut au processus de compression du réfrigérant dans le compresseur. À l'extrémité froide de la pile de chauffage électrique, des paires électron-trou sont générées simultanément par l'absorption de chaleur de l'échangeur de chaleur, ce qui équivaut à l'absorption de chaleur et à l'évaporation du réfrigérant dans l'évaporateur. À l'extrémité chaude de la pile chauffante électrique, la recombinaison des paires électron-trou se produit et en même temps la chaleur est dissipée à travers l'échangeur de chaleur, ce qui équivaut au chauffage et à la condensation du réfrigérant dans le condenseur.
La climatisation thermoélectrique présente les caractéristiques suivantes : l'élément thermoélectrique nécessite une alimentation CC pour fonctionner ; changer la direction du courant peut produire l’effet inverse du refroidissement et du chauffage ; l'inertie thermique de la pièce de réfrigération thermoélectrique est très faible, le temps de refroidissement est très court, la dissipation thermique est bonne à l'extrémité chaude et l'extrémité froide est vide. Dans des conditions de charge, la puce de réfrigération peut atteindre la différence de température maximale en moins d'une minute après la mise sous tension ; le réglage du courant de fonctionnement du composant peut ajuster la vitesse et la température de réfrigération, la précision du contrôle de la température peut atteindre 0,001 degrés et il est facile de réaliser un ajustement continu de l'énergie ; dans les bonnes conditions de conception et d'application, son efficacité de refroidissement peut atteindre plus de 90 %, tandis que son efficacité de chauffage est bien supérieure à 1 ; il est de petite taille, léger et de structure compacte, ce qui favorise la réduction de la qualité de maintenance des véhicules électriques ; il a une fiabilité élevée, une longue durée de vie et un entretien facile ; sans pièces rotatives, il est sans vibrations, sans frottements, sans bruit et résistant aux chocs.
Système de climatisation pour véhicule électrique : système de chauffage
La source de chauffage du système de climatisation d'un véhicule à carburant est principalement assurée par le liquide de refroidissement du moteur, mais le système de chauffage d'un véhicule électrique en est différent. Les solutions courantes pour chauffer l’air dans les systèmes de climatisation des véhicules électriques sont les suivantes :
①Pompe à chaleur. Le principe de fonctionnement du système de climatisation par pompe à chaleur pour véhicule électrique entraîné par une courroie de transmission entraînée par un moteur à courant continu sans balais est illustré sur la figure. Le mode refroidissement/chauffage du système de climatisation est commuté par la vanne d'inversion à quatre voies. La flèche pleine indique la condition de refroidissement et la flèche en pointillé indique la condition de chauffage. En principe, ce système n'est pas différent d'un climatiseur à pompe à chaleur ordinaire, mais pour une utilisation dans les véhicules électriques, il a spécialement développé un compresseur à palettes coulissantes à double chambre de travail, un moteur DC sans balais et un système de commande d'onduleur. Dans les conditions de fonctionnement de la pompe à chaleur, lorsque le système passe du mode dégivrage au mode chauffage, l'eau condensée sur l'échangeur thermique du conduit d'air s'évaporera rapidement et du givre se formera sur le pare-brise, affectant la sécurité de conduite.
②Réchauffeur électrique PTC. Le radiateur électrique PTC est un radiateur qui utilise un élément de thermistance PTC comme source de chaleur. Les thermistances PTC sont généralement constituées de matériaux semi-conducteurs et leur résistance change fortement avec les changements d'humidité. Lorsque la température extérieure diminue, la valeur de la résistance PTC diminue et la génération de chaleur augmente en conséquence. Selon le matériau, il peut être divisé en thermistance PTC en céramique et en thermistance PTC en polymère organique. Les thermistances PTC en céramique sont utilisées dans les radiateurs électriques auxiliaires de climatisation. Étant donné que l'élément de thermistance PTC a les caractéristiques changeantes d'augmenter ou de diminuer sa valeur de résistance à mesure que la température ambiante change, le chauffage PTC présente les caractéristiques d'économie d'énergie, de température constante, de sécurité et de longue durée de vie.
Système de climatisation pour véhicule électrique : Principe du système de climatisation par pompe à chaleur.
Les radiateurs électriques auxiliaires de climatisation peuvent être divisés en radiateurs PTC en céramique collée et en radiateurs tubulaires PTC en métal. Le radiateur PTC en céramique collée est un radiateur dans lequel plusieurs puces PTC en céramique et des dissipateurs thermiques ondulés en aluminium sont liés ensemble avec une colle de résine résistante aux hautes températures. Il a une bonne dissipation thermique et des performances électriques stables. Parmi eux, les radiateurs PTC en céramique collée sont divisés en types de radiateurs chargés en surface et en types de radiateurs non chargés en surface.
Le radiateur tubulaire en métal PTC utilise un fil en alliage nickel-fer importé comme matériau de chauffage. Le tube chauffant est incrusté de dissipateurs thermiques en aluminium et son effet de dissipation thermique est très bon. Le radiateur est équipé d'un contrôleur de température et d'un fusible thermique, ce qui rend le produit plus sûr et plus fiable à utiliser. Ce type de chauffage présente de bonnes caractéristiques du matériau PTC et certains climatiseurs utilisent ce type de chauffage comme chauffage d'appoint.
③ Chaleur perdue + PTC auxiliaire. Utilisez la chaleur générée lorsque des appareils haute puissance (conversion de puissance, moteurs d'entraînement, contrôleurs de moteur, etc.) fonctionnent pour effectuer un échange thermique dans l'environnement intérieur du véhicule. Lorsque la chaleur est insuffisante, le chauffage auxiliaire PTC est activé.
Les véhicules électriques sont devenus un moyen de transport important, et la climatisation, la climatisation et le chauffage sont également des aspects importants de notre sélection de voitures lors de l'achat d'une voiture. Après tout, le refroidissement et le chauffage consomment également de l’électricité.
