¿Puedo usar TA con valentía para encender la calefacción en un vehículo eléctrico puro?
●?¿Qué pueden aportar los aires acondicionados con bomba de calor a los vehículos eléctricos?
La duración de la batería de los vehículos eléctricos es uno de los puntos que más preocupa. Al diseñar vehículos eléctricos, los principales fabricantes de automóviles no sólo se centran en el aspecto más básico de la "ampliación de la batería", sino que también trabajan arduamente en la conservación de energía para garantizar la máxima eficiencia del vehículo. Además, el aire acondicionado con bomba de calor también es un paso clave en el ahorro de energía para los vehículos eléctricos. Su función es como la eliminación de todo el interior del vehículo en los coches de carreras para reducir el peso.
Como todos sabemos, dado que los vehículos eléctricos puros no tienen motor, no pueden utilizar el calor residual del motor como fuente de calor para calentarse como los vehículos de combustible. Por lo tanto, la mayoría de los vehículos eléctricos puros generalmente dependen del mismo. el calor generado por las placas PTC para lograr la calefacción. El principio de funcionamiento es similar al de un calentador doméstico. Aunque su estructura es sencilla y su efecto calorífico es bueno, su consumo energético es muy elevado. Generalmente, la potencia máxima de las placas PTC comúnmente utilizadas en vehículos eléctricos puros puede alcanzar 5 ~ 6 kW. Cuando se usan para calefacción, consumen mucha energía, lo que afecta significativamente la autonomía.
Por ejemplo, algunos de los primeros vehículos eléctricos puros con autonomía de crucero corta tienen poca actividad de batería en áreas frías que requieren calefacción. El uso de equipos de calefacción que consumen mucha energía "forzará" directamente la autonomía de crucero.
El modo calefacción de los aires acondicionados con bomba de calor es completamente diferente. La mayor diferencia con los paneles PTC es que es más eficiente y consume menos energía.
●? Principio del aire acondicionado con bomba de calor
Para comprender el aire acondicionado con bomba de calor, primero debe comprender su principio. De hecho, el principio del aire acondicionado con bomba de calor no es complicado. Es como una bomba de agua, que se lleva el agua que originalmente debería fluir de los lugares más bajos a los más altos. Una bomba de calor "bombea" calor desde un lugar de alta temperatura a un lugar de baja temperatura. El compresor enviará vapor a alta presión al condensador a través de la válvula de cierre, y el vapor también se convertirá en líquido. El líquido fluirá hacia el evaporador, y el evaporador absorberá calor y enfriará el espacio interno. Por ejemplo, en verano, cuando el propietario de un automóvil se sube y enciende el aire acondicionado, la bomba de calor "bombea" el calor del automóvil y luego convierte el calor exterior en aire frío a través del compresor y lo transporta. al coche.
Las condiciones de calefacción son exactamente las contrarias. Cuando hace frío, el propietario del vehículo lo calienta. El compresor eléctrico bombea el calor del ambiente exterior y el aire acondicionado comienza a calentar el vehículo. El proceso de calentamiento es exactamente lo opuesto al proceso de enfriamiento, es decir, la fuente de calor fuera del automóvil se "bombea" hacia el interior del automóvil para calentarlo. En resumen, este sistema sólo puede transferir y convertir calor en condiciones de refrigeración o calefacción, no en la función de calefacción de los paneles PTC tradicionales.
Todo el sistema de aire acondicionado con bomba de calor consta de cuatro componentes principales, a saber: intercambiador de calor externo, intercambiador de calor interno, válvula de inversión de cuatro vías y válvula de expansión electrónica. Tomando como ejemplo las condiciones de calefacción, el intercambiador de calor fuera del automóvil absorbe el calor del ambiente exterior y ingresa al sistema. El aire a baja presión se comprime y calienta, luego ingresa al intercambiador de calor dentro del automóvil para calentar el aire en el automóvil. y finalmente es enviado al coche.
En resumen, el proceso de funcionamiento del aire acondicionado con bomba de calor es un proceso de transferencia de calor, es decir, transferir calor de un lugar a otro, ya sea calefacción o refrigeración, la tecnología de bomba de calor puede lograr. . Según pruebas experimentales relevantes, el coeficiente de eficiencia de la bomba de calor es 2-3 veces mayor que el de la placa PTC, lo que puede ampliar efectivamente la autonomía de crucero de los vehículos eléctricos en aproximadamente un 20%.
Sin embargo, los aires acondicionados con bomba de calor también tienen limitaciones. En general, cuando la temperatura exterior es inferior a -10°C, la eficiencia de la bomba de calor para obtener calor del exterior se reducirá significativamente. Dado que el calor externo en sí es demasiado bajo, ningún calor puede "moverse" desde el exterior al automóvil. Por lo tanto, la calefacción del aire acondicionado depende principalmente de paneles PTC para la calefacción auxiliar. Sin embargo, en general, su consumo de energía sigue siendo total. mucho más bajo que el de los paneles PTC puros.
●Tesla no es el único vehículo puramente eléctrico equipado con aire acondicionado con bomba de calor.
De hecho, Tesla no es el primero en probar algo nuevo. ¿BMW i3, Jaguar I-PACE, Audi? ¿Roewe Marvel? x, Weilai ES6, etc. Todos están equipados con acondicionadores de aire con bomba de calor y sus estructuras tienen básicamente la forma presentada en el artículo anterior (acondicionadores de aire con bomba de calor con asistencia de placa PTC).
Se puede ver en la nueva patente publicada por Tesla esta vez, ¿Modelo Tesla? Se ha optimizado el aire acondicionado con bomba de calor instalado en la Y.
Aunque su esencia sigue siendo un aire acondicionado con bomba de calor con calefacción auxiliar de panel PTC, su panel PTC es accionado por el mismo voltaje de 12V que un vehículo de combustible tradicional, ¿y el modelo? También está equipado con una batería de 12 V, que tiene un consumo de energía y un coste relativamente bajos.
Además, Tesla también diseñó una válvula de inversión de ocho vías más compleja, que puede obtener más calor que la válvula de inversión de cuatro vías comúnmente utilizada en otros modelos.
Por ejemplo, en un entorno de baja temperatura, es posible que Tesla solo necesite usar la calefacción de la placa PTC cuando el vehículo recién arranca y, básicamente, no necesita la calefacción de la placa PTC después de que el vehículo esté en marcha. En este momento, la bomba de calor absorberá automáticamente el calor de los principales componentes de calefacción, como el motor, el control electrónico y la batería, y lo entregará al compartimento de pasajeros.
Este sistema parece sencillo pero es muy complicado de implementar en la práctica. Esto requiere un control informático extremadamente preciso para determinar cuándo funcionan la placa PTC y la bomba de calor al mismo tiempo y cuándo funcionan de forma independiente en diferentes entornos externos y condiciones de trabajo, qué tuberías necesitan conducir calor en diferentes modos de trabajo, etc.
En resumen, Tesla ha integrado más fuentes de calor que de otro modo no estarían disponibles a través de su propia potente tecnología, incluida una cierta cantidad de calor generada cuando el sistema de propulsión está funcionando y la batería se está descargando, lo que requerirá el uso de los paneles PTC para las condiciones de funcionamiento de la calefacción auxiliar.
●?Escríbalo al final
Como una de las pocas formas de reducir el consumo de energía y mejorar la duración de la batería en esta etapa, creo que cada vez más vehículos eléctricos puros nuevos optar por llevarlo en el futuro Sistema de aire acondicionado con bomba de calor. Con las lecciones aprendidas de Tesla, cada vez más empresas de automóviles seguirán optimizando el software y el hardware de los sistemas de aire acondicionado con bomba de calor. Se espera que en un futuro próximo los usuarios de vehículos totalmente eléctricos ya no dependan de la calefacción en el frío invierno para alargar la duración de la batería.
Este artículo es de Autohome, el autor de Autohome, y no representa la posición de Autohome.