电动汽车模拟器(新能源汽车热模拟)

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本文目录

  1. 新能源汽车 ptc 加热器的作用是什么
  2. 新能源汽车电机热管理
  3. 如何看待新能源汽车造车热

一、新能源汽车 ptc 加热器的作用是什么

【太平洋汽车网】新能源汽车 ptc 加热器的作用是通电之后电阻发热通过鼓风机工作,使空气经过该元件达到加热空气的效果,它一般安装在传统燃油车暖风小水箱的位置。PTC 热敏电阻元件因具有随环境温度高低的变化,其电阻值随之增加或减小的变化特性,所以 PTC 加热器具有节能、恒温、安全和使用寿命长等特点。

1、是电动汽车上的直流 PTC 加热器,是一种陶瓷加热器。

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2、电动汽车以来,采用 PTC()加热器的居多。例如,三菱汽车推出的“i_MiEV”采用通过 PTC 加热器加热循环水的方式,日产汽车将于 2010 年度推出的“Leaf”采用通过 PTC 加热器直接加热空气的方式。后来日产的空气加热器据了解应该进行了相当大的变化,或者摒弃,改用点对点,面对面加热。

3、比如德国埃贝赫 PTC 水暖加热器,性能很好,非常小巧,空间利用率高,制热效果好,采用 PTC 加热技术,PTC 具有很好的自控温、自恒温、自节能的特点。

4、PTC 热敏电阻因其具有恒温发热、自然寿命长、节能、无明火、安全性能好、发热量容易控制等。

5、产品主要适用于新能源电动汽车空调,汽车空调,家用空调,中央空调,暖风机,干衣机,除湿机,加湿器,净水器,足浴盆等辅助 PTC 加热器。

(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)

二、新能源汽车电机热管理

电机与控制器在电能与机械能的转换过程中,部分电能会损耗成为热能释放。对于新能源汽车,驱动电机作为动力源,控制器提供能量转换,缺一不可。两者的热管理系统则主要对其冷却,使其能够安全可靠运行。

电机及其电控热管理的主要任务是分析电机内部的产热机理,设计冷却系统对其进行降温,保证电机及电控系统处于合适的温度范围内。目前电机冷却系统主要有空冷、液冷及其他冷却方式,液冷又分为水冷和油冷。

有研究者设计了一种新型的混合型电机冷却系统,冷却系统包括热管、铜管水套、风扇,风扇可以加速带走冷凝端的热量,如下图所示。这种被动式和主动式相结合的冷却系统,可以设计有效的控制策略以优化冷却系统的能耗。对电机冷却系统的热特性进行了试验和数值研究。结果发现,对于 250 VA 的热负荷,在保证运行工况的前提下,采用混合冷却策略可节省 33%的功耗。

图新型混合型电机冷却系统(更正:图中“电池”更正为“铜管水套”)

电动汽车模拟器(新能源汽车热模拟)

采用风冷的优点是结构简单、不需要设计独立的冷却零件、维护方便及成本低,缺点是冷却效果较差。为保证足够的散热量需求,驱动电机与控制器需要增大与气流的接触面积,导致电机和控制器体积和成本的增加;驱动电机和控制器在车辆上使用时对应的工况较为复杂,风冷无法在各工况下保持所需的散热量,故仅在热负荷小的小型车驱动电机或辅助电机采用风冷。

电动汽车模拟器(新能源汽车热模拟)

气体冷却方式的结构简单、制造成本低。KONDO M 等对永磁同步电机设计了一个冷却系统,在轴承四周布置了环形冷却腔以隔绝电机内部的热空气,在电机轴承的外侧安装了带槽的小圆盘,通过风扇实现强迫对流。结果表明,该结构增强了电机的冷却性能,且平均能耗也有所减少。

2、油冷日系车型的电机则能够采用 ATF(自动变速器油)作为冷却介质,与冷却液相比,油冷电机体积更小,前机舱布置较为紧凑。

3、水冷液体具有更高的比热,且可以根据需要主动调节系统温度,故而液冷具有更好的稳定性。对于新能源汽车的驱动电机和控制器等元件,采用液冷可以迅速带走热量,实现温度的快速降低,提高电机和控制器的效率和寿命。现阶段新能源汽车电机和控制器普遍使用液冷冷却。

液体冷却方式因其优异的换热性能,而广受关注,主要研究热点是电机外壳水套的结构设计及水道的设计。田玉冬等对一台额定功率为 21 kW 的电动车的永磁同步电机优化设计了一种 C 型环槽水路结构,并运用有限元数值计算的方法,对电机水冷系统及电机内部的三维温度场进行了计算分析。研究结果显示,转子区域内温度分布均匀,最高温度集中于磁钢中部;定子区域内绕组端部的温度高于中部温度。丁杰等对电动车用高功率密度的永磁同步电机螺旋水路的进出口水管布置方式进行了分析。仿真计算表明,进出水管切向于水路方式比进出水管法向于水路方式的压降损失要小,降低了 10.7%。通过压降、表面散热系数与散热面积的综合分析,最终确定了最优化的水路结构设计方案。

电子水泵根据电机系统各发热零部件的冷却需求对水泵转速进行调节。电子水泵通常是 PWM 控制,其控制曲线如图 2 所示。

前水泵满足下述条件中任意一条即开始工作:①前电机检测温度达到 T3;②前电机控制器检测温度达到 T3;③发电机检测温度达到 T3;④发电机控制器检测温度达到 T3。

随着上述零部件的工作温度的上升,前水泵开度开始增大,直到前电机、前电机控制器、发电机、发电机控制器中任何一个零件温度达到 T4,后水泵开启到 100%(全开);当检测到上述全部零部件最高温度回落到 T2 时,前水泵开度开始逐步减小,直到全部零部件最高温度达到 T

后水泵满足下述条件中任意一条即开始工作:①后电机检测温度达到 T3;②后电机控制器检测温度达到 T3;③OBC 检测温度达到 T3;④DC-DC 检测温度达到 T3。

随着上述零部件的工作温度的上升,后水泵开度开始增大,直到后电机、后电机控制器、OBC、DC/DC 中任意一个零件温度达到 T4,后水泵开启到 100%(全开);当检测到上述全部零部件最高温度回落到 T2 时,后水泵开度开始逐步减小,直到全部零部件最高温度达到 T1,水泵停止工作。

电子三通阀可以实现一进两出的功能。连接液路 1 是常开状态,连接液路 2 是切换状态。根据电机系统中各零部件工作情况不同,对其状态进行控制。控制策略如表 1 所示。

需要注意的是,满足常开条件中任何一个条件,电子三通阀即保持常开状态;只有满足常闭的所有条件时,电子三通阀才切换状态。

电子风扇的控制与传统车类似,电子风扇采用 PWM 控制调节档位,初始设计 3 个档位。其控制逻辑主要涉及 OBC、压力传感器、空调系统压力等信号,混合动力车型还涉及发动机(或增程器)冷却液温度信号。

1、控制器温度需求普遍低于电机,在管路连接上,将控制器置于电机前端;2、DC/DC 和 OBC 工作条件和发热量对冷却液温度升高程度影响较小,管路连接时可置于控制器前端串联,或并联于前端管路上以减小其流量;

3、电子水泵根据液路的总液阻和液流量要求选取合适的产品,布置时将水泵布置在回路中位置较低的地方;4、根据需要选择控制元件电子三通阀和电子四通阀;5、因电机的工作效率也会受到低温影响,可在管路中设计电子三通阀模拟节温器的功能,在寒冷工况使冷却液不经过散热器,为电机保温;6、电机散热器对冷却风温度需求与冷凝器接近,如果可以分开布置在最前端,则分开布置;如不能,因冷凝器为电池提供冷却,可将冷凝器置于最前,适当加大散热的面积;7、设计膨胀水箱解决加注和除气的问题,机舱空间紧张时可与电池膨胀水箱合一使用,在通气管路中设计毛细管,减少冷却液的交换。

三、如何看待新能源汽车造车热

新能源汽车的发展是一个国家战略决策,它的发展前景无疑是非常好的。工信部 12 月 3 日公布了《新能源汽车产业发展规划(2021-2035 年)》(征求意见稿),该规划明确提出,2025 年新能源车销量占比要达到 25%左右,纯电动乘用车平均电耗降至 12KWh/百公里,为新能源汽车的发展指明了方向,也说明了国家发展新能源汽车的决心。因此,新能源汽车造车热也是顺应国家发展的现象。

一、新能源汽车为什么会成为汽车发展新趋势

新能源汽车得到大力发展是必然的,迟早都会有这么一天。主要原因有以下几点:

从 1972 年 6 月 5 日至 16 日由联合国在瑞典斯德哥尔摩发起并召开的“第一届联合国人类环境会议”,提出著名的《人类环境宣言》开始,环境保护事业就已经开始引起世界各国政府重视。最近这几年,无论是温室效应加剧导致南极冰川融化,还是气候变化导致的自然灾害频发都在提醒着我们环境问题已经越来越严重了。以往的能源以石油,煤炭为主,这些能源在使用过程中或产生大量有害物质从而加剧环境问题,因此开发新能源,应用新能源就成了我们必须要做的事,新能源汽车就是顺应发展而产生的。以前,汽车的碳排放是破坏环境的一个重大问题,当新能源汽车出现后,这个问题也就迎刃而解了。

以前的煤炭,石油等能源除了会产生有害物质之外,能源储量也是一个很大的问题。石油,煤炭等资源都是不可再生资源,全球储量就那么多,随着时间的推移,总会有用完的一天。所以,开发新能源来解决能源不足的问题,制造能够使用新能源的东西也是我们必须要做的事。

我们国家的汽车产业很多技术都落后于别的国家,很多东西都需要依靠国外技术才能够解决,而在新能源汽车的赛道上,无疑是我们弯道超车的好时机。到去年为止,我国新能源汽车消费量和专利申请量在世界上的占比都是领先的。如果能够在新能源汽车领域领先发展,就能够摆脱在传统汽车行业技术上受制于人的情况。

二、目前新能源汽车发展存在哪些问题

虽然新能源汽车是顺应时代而生的,我国在这个领域上也处于领先地位,但就目前而言,新能源汽车的发展还存在着一些问题。

目前,我国新能源汽车的发展还处于初级阶段,很多技术还不成熟,还需要一段时间的发展。例如,新能源汽车的电池问题,一直都是汽车的短板。所以,对于新能源汽车的发展,我们还有很多技术需要突破。

我国的新能源汽车主要以电动汽车为主,但是因为新能源汽车的电池问题,还是没有得到广泛的普及。目前,我国的新能源汽车主要运用在公共交通方面,例如电动公交车,在民用方面的普及还没有很广泛。

新能源汽车的发展前景是很好的,现阶段新能源汽车所存在的问题,相信在以后都能够得到很好的解决,或许还会引入更多的高科技技术。所以,面对新能源汽车,希望大家更积极的态度,这样新能源汽车才能够得到更好的发展。

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