Lämmönhallinnan ydin on se, miten ilmastointi toimii: "Lämmön virtaus ja vaihto"
Uusien energiaajoneuvojen lämmönhallinta on yhdenmukainen kotitalouksien ilmastointilaitteiden toimintaperiaatteen kanssa. Molemmat käyttävät "käänteistä Carnot'n kiertoa" kylmäaineen muodon muuttamiseen kompressorin työn avulla, jolloin lämpöä vaihdetaan ilman ja kylmäaineen välillä jäähdytyksen ja lämmityksen aikaansaamiseksi. Lämmönhallinnan ydin on "lämmön virtaus ja vaihto". Uusien energiaajoneuvojen lämmönhallinta on yhdenmukainen kotitalouksien ilmastointilaitteiden toimintaperiaatteen kanssa. Molemmat käyttävät "käänteistä Carnot'n kiertoa" kylmäaineen muodon muuttamiseen kompressorin työn avulla, jolloin lämpöä vaihdetaan ilman ja kylmäaineen välillä jäähdytyksen ja lämmityksen aikaansaamiseksi. Se on jaettu pääasiassa kolmeen piiriin: 1) Moottoripiiri: pääasiassa lämmönpoistoa varten; 2) Akkupiiri: vaatii korkean lämpötilan säätöä, joka vaatii sekä lämmitystä että jäähdytystä; 3) Ohjaamopiiri: vaatii sekä lämmitystä että jäähdytystä (vastaa ilmastoinnin jäähdytystä ja lämmitystä). Sen toimintatapa voidaan yksinkertaisesti ymmärtää siten, että se varmistaa, että kunkin piirin komponentit saavuttavat sopivan käyttölämpötilan. Päivityssuunta on, että kolme piiriä on kytketty sarjaan ja rinnan toisiinsa kylmyyden ja lämmön lomituksen ja hyödyntämisen toteuttamiseksi. Esimerkiksi auton ilmastointilaite siirtää tuotetun jäähdytyksen/lämmön ohjaamoon, joka toimii lämmönhallinnan "ilmastointipiirinä". Esimerkki päivityssuunnasta: kun ilmastointipiiri ja akkupiiri on kytketty sarjaan/rinnakkain, ilmastointipiiri syöttää jäähdytystä/lämpöä akkupiirille, mikä on tehokas "lämmönhallintaratkaisu" (akkupiirin osien säästäminen/energiatehokas käyttö). Lämmönhallinnan ydin on lämmön virtauksen hallinta siten, että lämpö virtaa sinne, missä sitä tarvitaan. Paras lämmönhallinta on "energiansäästöinen ja tehokas" lämmön virtauksen ja vaihdon toteuttamiseksi.
Tämän prosessin saavuttamiseen käytetty tekniikka on peräisin ilmastointijääkaapeista. Ilmastointijääkaappien jäähdytys/lämmitys saavutetaan "käänteisen Carnot-kierron" periaatteella. Yksinkertaisesti sanottuna kompressori puristaa kylmäaineen kuumaksi, minkä jälkeen lämmitetty kylmäaine kulkee lauhduttimen läpi ja vapauttaa lämmön ulkoiseen ympäristöön. Prosessissa eksoterminen kylmäaine palautuu normaalilämpötilaansa ja siirtyy höyrystimeen laajenemaan lämpötilan alentamiseksi entisestään. Sitten se palaa kompressoriin aloittaakseen seuraavan syklin lämmönvaihdon toteuttamiseksi ilmassa. Paisuntaventtiili ja kompressori ovat tämän prosessin kriittisimpiä osia. Autojen lämmönhallinta perustuu tähän periaatteeseen, jossa ajoneuvojen lämmönhallinta saavutetaan vaihtamalla lämpöä tai kylmää ilmastointipiiristä muihin piireihin.
Varhaisissa uusissa energialähteissä on itsenäiset lämmönhallintapiirit ja alhainen hyötysuhde. Varhaisen lämmönhallintajärjestelmän kolme piiriä (ilmastointilaite, akku ja moottori) toimivat itsenäisesti, eli ilmastointilaitepiiri vastasi vain ohjaamon jäähdytyksestä ja lämmityksestä, akkupiiri vastasi vain akun lämpötilan säätelystä ja moottoripiiri vastasi vain moottorin jäähdytyksestä. Tämä itsenäinen malli aiheuttaa ongelmia, kuten komponenttien keskinäisen riippumattomuuden ja alhaisen energiankäyttötehokkuuden. Uusissa energialähteissä suorimpia ilmentymiä ovat ongelmat, kuten monimutkaiset lämmönhallintapiirit, heikko akun käyttöikä ja lisääntynyt paino. Siksi lämmönhallintajärjestelmän kehityspolku on saada akku, moottori ja ilmastointilaite toimimaan mahdollisimman paljon yhdessä ja toteuttamaan osien ja energian yhteentoimivuus mahdollisimman paljon, jotta saavutetaan pienempi komponenttien tilavuus, kevyempi paino ja pidempi akun käyttöikä.
2. Lämmönhallinnan kehittäminen on komponenttien integroinnin ja energiatehokkaan hyödyntämisen prosessi
Tarkastele kolmen sukupolven uusien energiaajoneuvojen lämmönhallinnan kehityshistoriaa ja monitieventtiiliä välttämättömänä komponenttina lämmönhallinnan päivityksissä.
Lämmönhallintajärjestelmän kehittäminen on komponenttien integroinnin ja energiankäytön tehokkuuden prosessi. Yllä olevan lyhyen vertailun perusteella voidaan havaita, että verrattuna nykyiseen edistyneimpään järjestelmään, alkuperäisessä lämmönhallintajärjestelmässä on pääasiassa enemmän synergiaa piirien välillä, mikä mahdollistaa komponenttien jakamisen ja energian keskinäisen hyödyntämisen. Tarkastelemme lämmönhallintajärjestelmän kehitystä sijoittajien näkökulmasta. Meidän ei tarvitse ymmärtää kaikkien komponenttien toimintaperiaatteita, mutta selkeä ymmärrys siitä, miten kukin piiri toimii ja lämmönhallintapiirien kehityshistoria, antaa meille mahdollisuuden ennustaa selkeämmin. Määritä lämmönhallintapiirien tuleva kehityssuunta ja vastaavat muutokset komponenttien arvossa. Siksi seuraavassa tarkastellaan lyhyesti lämmönhallintajärjestelmien kehityshistoriaa, jotta voimme yhdessä löytää tulevia sijoitusmahdollisuuksia.
Uusien energialähteiden ajoneuvojen lämmönhallinta koostuu yleensä kolmesta piiristä. 1) Ilmastointipiiri: Toiminnallinen piiri on myös piiri, jolla on korkein lämmönhallinta-arvo. Sen päätehtävänä on säätää ohjaamon lämpötilaa ja koordinoida sitä muiden rinnakkaisten piirien kanssa. Se tuottaa yleensä lämpöä PTC-periaatteella (PTC-jäähdytysnesteen lämmitin/PTC-ilmalämmitin) tai lämpöpumppu ja tarjoaa jäähdytystä ilmastointiperiaatteella; 2) Akkupiiri: Sitä käytetään pääasiassa akun käyttölämpötilan säätämiseen siten, että akku ylläpitää aina optimaalista käyttölämpötilaa, joten tämä piiri tarvitsee lämmitystä ja jäähdytystä samanaikaisesti eri tilanteiden mukaan; 3) Moottoripiiri: Moottori tuottaa lämpöä toimiessaan, ja sen käyttölämpötila-alue on laaja. Piiri tarvitsee siksi vain jäähdytystarvetta. Tarkastelemme järjestelmäintegraation ja tehokkuuden kehitystä vertaamalla Teslan päämallien, Model S:n ja Model Y:n, lämmönhallintamuutoksia. Kaiken kaikkiaan ensimmäisen sukupolven lämmönhallintajärjestelmä: akku on ilmajäähdytteinen tai nestejäähdytteinen, ilmastointilaite lämmitetään PTC:llä ja sähkökäyttöinen järjestelmä on nestejäähdytteinen. Kolme piiriä pidetään periaatteessa rinnakkain ja toimivat toisistaan riippumatta; toisen sukupolven lämmönhallintajärjestelmä: akun nestejäähdytys, PTC-lämmitys, moottorin sähköinen ohjausnestejäähdytys, sähkömoottorin hukkalämmön hyödyntäminen, sarjaankytkentöjen syventäminen järjestelmien välillä, komponenttien integrointi; Kolmannen sukupolven lämmönhallintajärjestelmä: lämpöpumppu, ilmastointilämmitys, moottoritallin lämmitys. Teknologian soveltaminen syvenee, järjestelmät kytketään sarjaan ja piirit ovat monimutkaisia ja entistäkin integroidumpia. Uskomme, että uusien energialähteiden lämmönhallintakehityksen ydin on: ilmastointiteknologian lämmönvirtauksen ja -vaihdon pohjalta 1) välttää lämpövaurioita; 2) parantaa energiatehokkuutta; 3) käyttää osia uudelleen tilavuuden ja painon vähentämiseksi.
Julkaisun aika: 12.5.2023
