Aperçu des systèmes de refroidissement dans les véhicules à énergie nouvelle
I. Présentation des systèmes de refroidissement
Le système de refroidissement d'un véhicule à énergie nouvelle, plus précisément décrit comme un système de gestion thermique, a pour tâche principale de garantir que les composants clés tels que la batterie, le moteur et le système de commande électronique fonctionnent dans leur plage de température optimale pour garantir la sécurité, les performances, la durée de vie et l'autonomie du véhicule.
1. Sécurité : empêche l'emballement thermique causé par la surchauffe de la batterie d'alimentation.
2. Performance : garantit que le système d'entraînement électrique ne limite pas la puissance de sortie en raison d'une surchauffe sous des charges élevées (telles qu'une accélération rapide et une conduite à grande vitesse-).
3. Durée de vie : maintenir la température de la batterie dans une plage idéale (généralement autour de 30 degrés) ralentit considérablement la dégradation de la capacité de la batterie.
4. Autonomie : une gestion thermique efficace réduit la consommation d'énergie pour le chauffage ou le refroidissement et utilise de manière rationnelle la chaleur perdue, augmentant ainsi l'autonomie réelle.
II. Composition et fonctions du système de gestion thermique
Le système de gestion thermique d'un véhicule à énergie nouvelle est généralement composé des sous-systèmes suivants couplés entre eux :
1. Système de gestion thermique de la batterie d'alimentation
Il s’agit de l’aspect central et le plus difficile de l’ensemble du système.
(1) Objectif :Maintenir une température uniforme de la batterie et la maintenir dans sa fenêtre de fonctionnement optimale dans un environnement externe allant de -30 degrés à 55 degrés.
(2) Méthodes de refroidissement :
① Refroidissement par air : structure simple et faible coût, mais faible efficacité de refroidissement et mauvaise uniformité de la température ; principalement utilisé dans les modèles-de gamme précoce ou bas de gamme.
② Refroidissement liquide : actuellement la solution dominante. L'échange de chaleur se produit grâce au liquide de refroidissement circulant à travers les plaques de refroidissement liquide à l'intérieur de la batterie. Haute efficacité, bonne uniformité de température et prend en charge une charge rapide et une puissance de sortie élevée.
③ Refroidissement direct (refroidissement par réfrigérant) : utilise le réfrigérant de la climatisation pour évaporer et absorber directement la chaleur à l'intérieur de la batterie ; la vitesse de refroidissement la plus rapide, mais le système est complexe et coûteux.
(3) Méthodes de chauffage :
① Chauffage PTC : divisé en PTC chauffé à l'air-(air de chauffage) et PTC chauffé à l'eau-(liquide de refroidissement chauffant). Ce dernier est actuellement plus courant et peut être intégré au système de refroidissement liquide.
② Intégration de la climatisation par pompe à chaleur : absorbe la chaleur de l'environnement ; son coefficient d'efficacité énergétique est bien supérieur à celui du PTC, ce qui en fait une technologie clé pour améliorer l'autonomie hivernale.
2. Système de gestion thermique du moteur et du contrôle électrique
(1) Objectif : Dissiper la chaleur des composants à haute-puissance tels que le moteur, le contrôleur de moteur (onduleur) et le-chargeur embarqué, évitant ainsi la dégradation des performances ou les dommages dus à des températures élevées.
(2) Méthode : le refroidissement liquide est principalement utilisé. Il partage généralement un circuit de liquide de refroidissement avec le système de refroidissement liquide de la batterie, mais est ramifié et contrôlé via des vannes, des échangeurs de chaleur et d'autres composants.
3. Système de gestion thermique de la climatisation (Cockpit)
(1) Objectif : Assurer le refroidissement et le chauffage de l'habitacle.
(2) Refroidissement : Semblable aux automobiles traditionnelles, il utilise un compresseur électrique pour réaliser le cycle de refroidissement.
(3) Chauffage :
① Chauffage PTC : une solution précoce, fournissant un chauffage rapide mais avec une consommation d'énergie extrêmement élevée, ayant un impact important sur l'autonomie hivernale.
② Climatisation par pompe à chaleur : la tendance actuelle-de développement haut de gamme et grand public. Il utilise une vanne d'inversion à quatre voies-pour commuter le débit de réfrigérant, "transférant" la chaleur de l'air extérieur à basse-température vers l'intérieur du véhicule, atteignant ainsi un rapport d'efficacité énergétique 2 à 3 fois supérieur à celui du PTC.
III. Principaux modes de fonctionnement
1. Fonctionnement à haute-température estivale
(1) La batterie/le moteur nécessitent une dissipation thermique, la cabine nécessite un refroidissement.
(2) Le système donne la priorité à la climatisation pour le refroidissement de l'habitacle et utilise le système de réfrigération pour un refroidissement efficace de la batterie.
(3) La chaleur du moteur est dissipée via un radiateur basse -température.
2. Fonctionnement hivernal à basse-température (sans pompe à chaleur)
(1) La batterie nécessite du chauffage, la cabine nécessite du chauffage.
(2) Repose principalement sur un PTC à haute-puissance, ce qui entraîne une consommation d'énergie extrêmement élevée et une autonomie considérablement réduite.
3. Fonctionnement hivernal à basse -température (avec pompe à chaleur + récupération de chaleur résiduelle)
(1) Mode idéal. La pompe à chaleur extrait la chaleur de l'environnement pour la cabine.
(2) La chaleur résiduelle du système d'entraînement électrique est collectée et priorisée pour le chauffage de la batterie ; la chaleur restante contribue au chauffage de la cabine.
(3) Réduit considérablement la fréquence d’utilisation du PTC, améliorant ainsi efficacement l’autonomie hivernale.
4. Opération de charge rapide
(1) La charge à courant élevé- génère une grande quantité de chaleur, nécessitant un refroidissement actif.
(2) Le système démarre le climatiseur et utilise le système de refroidissement pour refroidir la batterie afin de garantir la vitesse de charge et la sécurité.
