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纯电动汽车在冬季续行里程变短是目前实际应用中的最严重的问题。尤其是在北方气温低于零度的情况下,续航里程大幅度降低,直接影响车辆的使用。蓄电池在低温度的环境下,充放电能力会严重降低,导致续行里程大幅缩水。若对蓄电池加热,使蓄电池维持在最佳工作时候的温度区间,就可以使车辆续航能力得到提升。
影响续行里程变化量最大的因素是行驶车速和环境和温度,当车辆行驶时速大于60km后,速度越高耗能越高。当环境和温度处于零度以下时,温度越低耗能越高,当气温在-10℃时,车辆续行里程相对于气温22℃时会降低近一半。其中很大一部分原因是在车内加热消耗了较多的电能。现代纯电动汽车的热管理系统很重要!很多车都十分重视热管理,尤其在冬季,相对于普通的纯电动汽车,优秀的热管理系统的可增加15%~18%的续行里程。
纯电动汽车在低温时,驾驶乘座室需空调制热,动力电池也需加温,两者加起来用电量大增,将使持续能力大幅缩减。为纯电动汽车加热有两种方式,一是用PTC热敏元件(图1),通电后吹出热风或加热循环水来加热,但缺点是极度消耗电能,几乎一半的电量都用于制热,使冬季续行里程雪上加霜,快速极度变短。另一种方式是采用了“热泵”技术,虽然热泵本身并不会产生出热量,但可将车外的热量“搬运”到车内来取暖,大大的给动力电池加温,是当前纯电动汽车普遍追求的方式。
1.PTC“正温度系数电阻”,是一种以钛酸钡掺合微量稀土元素为原料,烧结而成的加热器件。PTC发热体采用有PTC特性的陶瓷,与金属铝管共同组成,PTC加热元件有换热效率高和省电的优点。与普通的加热器件相比,其突出优点在通电加热到达设定的“居里”点温度后,PTC的电阻会急剧升大,使恒温区的功耗不会再增大,比较节省电能。同时有安全性能好的特点,在通电加热的任何应用情况下,PTC均不会使加热器产生“发红”的现象,不会引起烫伤和发生火灾的安全隐患。
2.PTC耗电会较大的减少续行里程。纯电动汽车PTC元件耗用的电功率,一般可达6kW左右,其中给车内加热吹热风约耗用2~3kW的功率,PTC给循环水加热则需要4~6kW左右。对典型的纯纯电动汽车为例,动力电池带电量为35°,续行里程约为300km,冬天在城市以约30km/h的车速行驶,若PTC加热需消耗大于2kW电功率,续行里程将缩减90km,比正常行驶减少30%,这时续行里程只约为210km。传统PTC采取12V低压供电,为提高PTC的发热效率,现代有高电压的PTC元件,如大众GTE高尔夫车型的纯电动汽车,就采取高电压供电使PTC发热(图2)。
热泵能将车外低温空气中的热量,“泵”到相对高温的乘座室内,热泵技术是解决纯电动汽车冬季续行里程变短的有效方案。冬季使用热泵空调制热,与使用PTC制热相比,可降低60%的能耗,增加约25%左右的续行里程。比亚迪公司2021年宣布,安装热泵已成纯纯电动汽车的“标配”,在冬季至少可提升10%的续行里程。
1.利用空调的“逆卡诺”循环,可将外界环境空气中的大量热量,搬运“泵”进纯电动汽车内,成为“热泵”。传统空调的制冷原理,是利用制冷剂的物态变化,由气态变液态会散发热量,而由液态变气态则会吸热的原理。压缩机将低温低压气态制冷剂,提升为高温度高压力的气态制冷剂,经过冷凝器释放热量后变成高压液态制冷剂,再通过膨胀阀又变成低压液态制冷剂,在蒸发器中吸收周围空气中的热量,变成低温低压气态制冷剂回到压缩机中。蒸发器吸热造成的局部空气的低温,通过鼓风机将冷风吹入乘座室内,这就是冷空调的原理。
所谓逆卡诺循环与传统空调的制冷原理相反,则可用于车内的制热。利用一个“四通电磁换向阀”,就可以实现制冷循环或制热循环,使车内得到冷气或热气。按基本的分子物理热力学原理,气态分子的能量比液态分子的能量大。空调制冷剂在循环中,利用了高温度高压力气体在冷凝器里液化成高压液体过程中,会释放出大量热量,这就是热泵放热的原理。冬天利用换向阀可改变空调制冷剂的流向,这时使蒸发器在反向循环中充当冷凝器放热,形成“热源”。此时只消耗小部分电能,就能将外界大量热量,搬运“泵”进纯电动汽车内,成为热泵。如图3所示,利用四管道的电磁换向阀,形成制冷剂顺向循环或逆向循环,从而得到制冷或制热的不同目的。
2.市场上卖的“空气能热水器”,是利用蒸发器变成“热泵”来产生热水的。如图4所示,热水器主机中的蒸发器,作为热交换器从环境空气中吸入热量,加热“低沸点”的制冷剂即冷媒,使其由液态转变为气态,即为蒸发过程中吸入环境空气中的热量。
制冷剂从压缩机中获得动能,由低温低压气态升为高温度高压力气态,进入冷凝器的水箱使制冷剂冷凝液化,此过程中将产生的热量释放至水中。制冷剂经过膨胀阀节流降压后,进入室外的热交换器即蒸发器,再进入下一个循环。热量由此不断的进入水箱,将水加热流向外部的热水储罐。热水器的水温一般设定在45~55℃。温度高于55℃会自动停机加热,低于45℃则自动启动加热,使水温保持在55℃左右。
零下几十度的空气,也有热量吗?按照热力学原理,气体分子的能量总是大于液体分子的能量。室外极冷的空气,也是由大量气体分子组成的,就会有动能。将能量搬运进车内,也就是将热能泵进车内,即使零下几十度的空气,还是存有能量的,有能量就可以被“搬进”车内给动力电池加热。当然温度过低时,热泵的效率也会下降。
3.采取“热泵”的制热能效比COP远大于1。“制热能效比COP”是空调将制冷循环所产生的冷量,与制冷所耗电功率之比;或是将制热循环所产生的热量,与制热所耗电的功率之比,称为COP值。PTC属电加热器,电流通过PTC产生热量,1kW电量最多可产生1kW热量,故PTC的制热能效比COP值不超过1。而热泵空调是利用低沸点的制冷剂将环境中的热量带入到车内,车内得到的热量有两项之和,一为消耗的电能,另一为吸收的低位热能,所以热泵的制热能效比,也就是COP值一定大于1。
冷媒在“逆卡诺”循环过程中,消耗的只是驱动压缩机的电机和风机运转的电能,压缩机将低温低压的气态冷媒,提升到高温度高压力气态,造成制冷剂的循环流动。制冷剂循环流动到蒸发器时,发生物态变化,制冷剂由液态转为气态过程中,吸收外界环境空气中的大量热量。即使环境气温很低到零下温度,从热力学角度来看,只要没有到零下273℃绝对零度,外界空气还总是有能量的。
冷媒在冷凝器中放出的热量,也就是从热泵获取的热量 Q获,应该是驱动压缩机耗去的电能Q电,再加上从蒸发器吸入环境空气中的能量Q空。从热泵中获取的热量Q获,可达耗电Q电的五倍。有下列公式:获取能量Q获= 消耗电能Q电+从环境空气中吸入能量Q空。
4.“直接式”热泵能提升制热能效,传统热泵技术的不足之处是当环境和温度低于-10℃以下,传统热泵的制热效率变低。热泵制热时换热器作为蒸发器,需吸收环境的热量(图5)。当车外温度很低时,或蒸发温度与环境和温度接近时,换热器不能有效从外界吸收热量,导致热泵系统效率下降。当车外空气温度低又湿度较大,空气中的水分会在换热器表面结霜,不能从环境中有效地吸入热量,导致热泵系统不能继续制热。传统处理方法是热泵与PTC加热共用,当环境和温度过低热泵不能工作时,这时启动PTC作为备用热源,但会大幅影响续行里程。
我国吉利车系生产的“领克”纯电动汽车,推出的热管理系统较先进,采取直接式热泵技术,就是热泵产生的热量,不经过水的中间介质,而是直接将热风吹进车内加热动力电池,制热效果更理想。同时还使用更优质更低温的制冷剂,采取冷媒的直接供热技术,相比普通热泵热效率则提升10%。领克纯电动汽车的热管理系,对比传统PTC模式,或是普通的热泵模式,可在零下30℃的极寒条件下,将动力电池舱的温度提升至15~20℃的正常工作时候的温度,提高动力电池释放电能的能力。
纯电动汽车的大功率驱动电机的功率,高达100kW以上,以及变频器内部的绝缘栅双极型场效应IGBT管,在运行过程中均会产生可观的热量,需要专门的液压系统来进行冷却(图6)。
如能对上述部件产生的“余热” 加以利用,做到对热量竭尽所能的“能用则用”,将会使空调冬天制热的能耗进一步降低!
直接热泵+余热加热方式效果非常明显,采取先进的直接式热泵技术,加上余热加热方式(图7),即将驱动电机及变频器冷却液的余热利用,可较大幅度的提升车辆的续行里程。
与用单一PTC的加热模式车型相比,领克纯电动汽车采取热泵的直接冷媒加热方式,不再经过水的中间介质,冬季能使车辆的续行里程提升约80km,而用于电池热管理的能耗,则减少了50%,冬季“热车”的效率更高。
据中国电动汽车网了解,2月18日,国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会召开新闻发布会,批准发布《电动汽车能量消耗率限值》等646项国家标准。 《电动汽车能量消耗率限值》是全球首个针对纯电动汽车能耗指标提出要求的技术标准,规定了电动汽车能量消耗率限值,适用于最大设计总质量不超过3500kg的M1类纯电动汽车。 标准以kWh/100km为评价单位,按照乘用车第四阶段标准分档提出第一、二阶段电能消耗量限值。标准限值表适用于具有三排以下座椅且最高车速不小于120km/h的车型。 对于最高车速小于120km/h的车型,由于其在按照GB/T 18386做试验时无法达到NEDC工况最高车速,能耗结果偏低,为防止通过故意调低最高车速
能耗指标技术标准 /
前些时间,《推动重点消费品更新升级 畅通资源循环利用实施方案(2019-2020年)》里面有点隔空喊话的意味,“各地不得对新能源汽车实行限行、限购,已实行的应当取消。” 从这个方面来看,目前只有北京是某一些程度上积压了不少新能源汽车的摇号潜在需求,就有了“北京是否会放开新能源汽车限购”的讨论。这里的核心瓶颈,能够准确的通过《2019北京市交通发展年度报告》里面显示的一些数据来印证。 1)满足北京新能源汽车的需求是有空间的 衡量一个地区的交通组成方式有很多博弈因素,目前通勤的主要方式,还是通过自驾和公共交通两项所组成的。2018年北京市机动车保有量达到608.4万辆,私人机动车保有量达到489.4万辆,比上年增加2.9%。
“纯电动汽车(EV)用起来到底怎么样?” 应该有很多读者都有这种疑问。 EV与汽油车相比运行成本低,不排放破坏环境的有害于人体健康的物质(二氧化碳和氮氧化物),作为汽车的未来形态频繁成为热门话题。另外,发生灾害时还能当电源使用,所以在东日本大地震后关注度进一步升高。 纯电动汽车的开发日益活跃。照片是日产汽车的纯电动汽车“日产LEAF”的特款车“Aero Style”。将于2014年1月上市。日产LEAF截至2013年10月在日本已累计售出3万辆。 (点击放大) 但如果被人问“想买吗?”,则很难点头。目前在街上EV也确实还不多见。 消费者犹豫要不要买的根本原因应该是充电一次
近日,美国福特汽车申请了有趣的专利,吸引了人们的视线。在提交给美国专利局的文件中,能够正常的看到一款硬派越野车的SUV模样的车型,车顶上背着一个类似旅行箱一样的东西。而它不是别的,是一块大电池。因此它的原理就好像手机的充电宝一样! 专利申请书显示,若用户特别难找到充电站,能安装备用电池,回家后再取出。此外,该电池还包括多个电池模块和有线装置,可与电动汽车充电端口连接。 在福特的屋顶安装式电池中,为了改善电池芯冷却系统,在覆盖机械零件的盖子两侧安装了通风管气筒。为避免水和沙子进入,潜在地损坏电池,能安装可以远程关闭盖子的阀门。 福特表示,能够最终靠该电池的有线装置以与以往相同的方式充电,但有趣的是,安装在屋顶上
配个充电宝! /
交流三相感应电动机是应用最为广泛的电动机。其转子和定子之间没有相互接触的滑环、换向器等部件,结构相对比较简单,运行可靠,经久耐用。交流感应电动机的功率覆盖面很广,转速可高达12000-15000 r/min。可采用空气冷却或液体冷却方式,冷却自由度高。对环境的适应性好,并可以在一定程度上完成再生回馈制动。与同样功率的直流电动机相比较,质量减轻一半左右,价格实惠公道,维修方便。交流三相感应电动机的缺点是效率较低,转子容易发热,在高速运转时需要保证对交流三相感应电动机的冷却,否则会损坏电动机。交流三相感应电动机的功率因数较低,使得变频变压装置的输入功率因数也较低,因此就需要采用大容量的变频变压装置。交流三相感应电动机控制管理系统的造价远高于交流三相感应电动机本身。
0 引言 保护人类赖以生存的资源和环境已成为当今世界最重要的课题之一,也是世界可持续发展的策略的主要内容。热泵热水机组就是在这一背景下研制出来的一种新型热水和供暖产品,它可以从空气、水和土壤中吸取能量,热效率高,与普通的直接电加热热水器相比,可节能70%以上,被公认为是传统锅炉、电热水器及燃油(气)热水机组的更新换代环保型产品 。 控制器是热泵热水机组的“灵魂”,现有热泵热水机组的控制器多采用PLC,操作界面为触摸屏。随着应用领域、区域分布的扩大,要解决融霜、低温启动与运行、智能故障诊断和节能高效运行等问题。本文研究工作旨在研发出基于ADμC834芯片的热泵热水机组控制器,该控制器实现了由PLC与触摸屏组成控制器的全部功能,可
热水机组控制器的研制 /
在过去这些年,我很少写抨击现实的文章,一是怕事,本着一个员的良知,有义务向上看齐,尽自己一份力协助维护社会稳定,尽管只能保证自身稳定。二是习惯于辩证地看问题,常常被另一面的现象说服,让自己很难激动的起来,也就没心思批判现实了。 但是今天,实在抑制不住得想黑一黑 电动汽车 了。 我只讲电动汽车的问题,不夸它,它已经很骄傲了,全行业都骄傲,需要打击一下了。 1、 电池 的续航能力 电池的续航能力颇受诟病,充满一次跑个一两百公里,让人怎么熬得住。会大大限制其用途。从北京去趟天津都不敢开电动车。单位上班到家远点一个来回都不知道能不能坚持到家。只是开着去买菜,弄个共享自行车烧血就有动力了。 2、电池的污染 电池报废后的污
各位大侠帮忙看看,这个PN512电路中红圈这一块是有什么用处,PA5是连接到单片机IO口的,万谢读卡器检测RX接收器输入的作用 图的画法很不规范。PA5既然是接到其它地方的,就应该画个离线符,以表示向外接的有电路。同样的,RECV那里,也应该接着东西的,到底是接了还是没有接也不知道,如果接其它电路,接的是什么呢?猜吧!信号强度指示,-----但不应该接到IO口,要接也是接ADC之类的。 谢谢指导,以后注意。PA5是直接到MCU带ADC功能的IO的。RECV
DDR2内的数据线能不能调整,我查了一些论坛上的资料说的不是特别清楚.上面说当有信号交叉的时候能在PCB里调线,因为RAM的数据线不需要一一对应,只要有地方存储数据就可以了.后面有来了句刷新线不能调整,需要读取RAMID时也不能调整.到底是需要读RAMID时数据线还是地址线不能调整?请各位大侠帮忙分析一下,谢谢DDR2的布线规则,急!!!
原汇总帖【得捷电子Followme第4期】任务汇总提交-DigiKey得捷技术专区-电子工程世界-论坛中介绍了使用Seeed的GROVE-OLEDDISPLAY0.96显示屏和M5的ATOMS3U制作tcp协议传输的网络显示屏,当时考虑到1.Seeed的GROVE-OLEDDISPLAY0.96为GROVE接口恰巧能与M5的ATOMS3U对接省去接线.刚好趁着任务中学习了TCP网络传输。想着就利用起来。原帖中
【器件购买e问e答,幸运抢楼】之3——买回来的元器件与 PCB板上封装不一致怎么办?
上期【器件购买e问e答,幸运抢楼】之2——研发时,需要少量的器件,你会选择申请样片么?解压密码:WORD:jintianguojie压缩包:chumoganyingjishu获奖的朋友:3楼:liuceone笔记本内胆包21楼:floydcuiMP5播放器56楼:fxw451笔记本内胆包恭喜获奖的朋友,请速与管理员小志联系,告知联系方式。-----------------
弄了一个DS1305的时钟,驱动成功后很高兴,很快就察觉缺陷,有半天的时间,这个芯片的时间就可以快出20S左右的时间,几天前烧的程序,现在已经快到2分钟左右了。感觉是不是有点太离谱了。各位前辈有没有这样的问题,有没有解决办法关于DS1305时钟芯片越走越快的问题请教大多数人应该是外部的晶震不匹配或是不准,我也碰过类似的情况,晶震换个厂家后就准了。应该是晶振引起的DS1305的时钟频率,直接决定了走时是否准确。而时钟频率完全由石英晶体和晶体旁的两个小电容决定。改变电容数值,可以在很小范围内
我想在中断中发送信号量在别的地方接受信号量以保持同步通信,但发现总是中断过了几十个毫秒才能收到信号量,请问大牛们,有什么办法能解决这一个问题么?或者信号量本来就是释放获取操作相对较慢?关于中断和信号量的问题中断的优先级最高,相比其他的任务所以确保你在进中断一开始就发信号,并且在中断里面尽量少地进行费时的操作中断结束了才释放信号量,而且我测过中断时间,很快的,中断回调函数里没多少操作,几句话就return了根据你的描述应该是你接收的那个task的优先级比较低,同时别的ta
电池组热管理系统模块设计(开关电源技术)
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4月3日消息,据新闻媒体报道,由于Exynos效能始终和高通有差距,三星将继续采用双处理器策略,高通骁龙处理器仍将在S25系列上出现。此前有报道 ...
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PN8370M+PN8306M小体积5v2a充电器方案因其节省外围、稳定性很高、功能齐全、深受工程师青睐,在市场得到了广泛应用。PN8370M是一款高性能的原 ...
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来源:上海五星体育在线直播 发布时间:2024-04-08 07:08:06