Der Kern des Fahrzeug-Wärmemanagements
Im gesamten Wärmemanagementsystem sind wassergekühlte Platten, Wärmetauscher, Vier-{1}Wegeventile und elektronische Expansionsventile allesamt passive Wärmeaustausch-/Drosselungskomponenten, die nur für die Wärmeübertragung und Schleifenumschaltung verantwortlich sind. Nur der elektrische Kompressor kann das Kältemittel komprimieren, eine Systemdruckdifferenz aufbauen und die kontinuierliche Zirkulation des Kältemittels antreiben; Es ist der aktive Arbeitskern des gesamten Wärmemanagementsystems. Ohne den Kompressor fallen die Wärmepumpenheizung, die aktive Kühlung und die aktive Batterietemperaturregelung aus.
Fahrzeug-Wärmemanagement-Energiekette:
Elektrischer Kompressor(Energieeingangskern) → Ventile/Wärmetauscher → Batterie-/Elektroantrieb/Hohlraum-Wärmetauscheranschlüsse
I. Funktionsprinzip des elektrischen Kompressors: Elektrische Energie → Mechanische Energie → Kältemitteldruckdifferenz
1. Link zur Energieumwandlung
Gleichstrom der Hochspannungsbatterie → Dreiphasen-Wechselrichterbrücke → Wechselstrom → Rotation des PMSM-Motors → Die Spiralplatte des Kompressors komprimiert das Kältemittel → Stellt einen hohen und niedrigen Druckunterschied im System her → Kältemittelzirkulation und Wärmeaustausch
2. Geschlossenen Regelkreis steuern
● Der VCU/Thermomanagement-Controller des Fahrzeugs sendet die Zielgeschwindigkeit und den Betriebsmodus über CAN;
● Der DSP/MCU führt den FOC-Vektorsteuerungsalgorithmus aus, um die drei{0}}Phasen-PWM zu berechnen;
● Der isolierte Gate-Treiber verstärkt die 3,3-V-PWM auf 15 V, um 6 Leistungstransistoren anzusteuern;
● Die dreiphasige Wechselrichterbrücke wandelt den Gleichstrom in Wechselstrom mit variabler Frequenz um.
● Der PMSM-Motor treibt den Kompressor an, um Arbeit zu verrichten.
● Strom-, Spannungs- und Temperaturrückmeldungen werden isoliert und zur Echtzeitkorrektur der Steuerparameter an den DSP zurückgesendet.
Vier Kernfunktionen
① Aktive Kabinenkühlung: Ermöglicht eine Kühlung der Kabine im Sommer durch einen Kompressions--Kondensations--Drosselungs--Verdampfungszyklus des Kältemittels und ist damit das einzige Kühlaggregat in Fahrzeugen mit neuer Antriebstechnik.
② Hocheffiziente Wärmepumpenheizung (ersetzt Hochenergie-PTC): Absorbiert Abwärme aus der Umgebungsluft und Motor-/elektronischen Steuerungssystemen, um die Kabine und die Batterie zu heizen. Im Vergleich zu reinen PTC-Heizlösungen kann es den Niedertemperaturbereich um 10–20 % verbessern (die Verbesserung ist bei extrem niedrigen Temperaturen unter -20 Grad deutlicher) und den Gesamtenergieverbrauch des Fahrzeugs im Winter deutlich senken.
③ Batterietemperaturregelung über den gesamten{0}Bereich: Bei hohen{1}Temperaturen leitet die Kältemittelzirkulation die Batteriewärme ab und gewährleistet so ein sicheres und stabiles ultraschnelles Laden. Bei niedrigen-Temperaturbedingungen wärmt der Wärmepumpenkreislauf die Batteriezellen vor, stabilisiert die Lade- und Entladeleistung, verlangsamt die Zellverschlechterung und verlängert die Batterielebensdauer.
④ Abgestufte Nutzung der Fahrzeugwärme: Erste Definition: Basierend auf der Priorität „Motorabwärme → Batterietemperaturregelung → Kabinenheizung → Umgebungswärmeableitung“ wird die Abwärme des gesamten Fahrzeugs dynamisch geplant, um eine Abwärmerückgewinnung und eine bedarfsgerechte Verteilung zu realisieren, die Reduzierung des ineffektiven Energieverbrauchs zu maximieren und die Energienutzungsrate des gesamten Fahrzeugs zu verbessern.
