Különösen magas hatékonyságú elektromos jármű üzemeltetéséhez optimális hőmérsékleti tartományt kell fenntartani az elektromos motor, a teljesítményelektronika és az akkumulátor számára. Ehhez kifinomult hőkezelő rendszerre van szükség:
1.Hűtőközeg-alapú rendszer (direkt akkumulátor hűtés)
A hűtőközeg-alapú rendszer áramköre a következő fő összetevőkből áll: Kondenzátor, párologtató és akkumulátor egység (akkumulátorcellák, hűtőlemez és elektromos kiegészítő fűtés). Ezt a légkondicionáló rendszert a hűtőközeg-áramköre biztosítja, vezérlő szelepeken és hőmérséklet-érzékelőkön keresztül.
- Hűtő és hűtőközeg-alapú kör vegyes rendszer (indirekt akkumulátor hűtés)
Minél erősebbek az akkumulátorok, annál inkább van értelme a viszonylag összetett hűtőfolyadék és hűtőközeg-alapú áramkör használatának.
A teljes hűtőrendszer több áramkörre van felosztva, mindegyik külön hűtővel (alacsony hőmérsékletű hűtő), hűtőfolyadék szivattyúval, termosztáttal és hűtőfolyadék elzáró szeleppel rendelkezik. A légkondicionáló rendszer hűtőkörét egy speciális hőcserélőn (hűtő) keresztül integrálják. A nagyfeszültségű hűtőfolyadék-fűtő biztosítja az akkumulátor hőmérsékletének megfelelő szabályozását alacsony külső hőmérséklet mellett.
Az elektromos motor és az erőáramú elektronika hűtőfolyadék hőmérsékletét 60 ° C alatt tartják egy külön áramkörben (az ábra belső áramköre) alacsony hőmérsékletű hűtővel. A teljes teljesítmény elérése és a lehető leghosszabb élettartam biztosítása érdekében mindig szükséges, hogy az akkumulátor hűtőfolyadék hőmérsékletét kb. 15 és 30 Celsius fok között legyen. Ha a hőmérséklet túl alacsony lesz, a hűtőfolyadékot egy kiegészítő nagyfeszültségű fűtőberendezéssel melegítik. Ha a hőmérséklet túl magas lesz, alacsony hőmérsékletű hűtővel hűtik. Ha ez nem elegendő, a hűtőfolyadék és a hűtőközeg körébe integrált hűtő tovább csökkenti a hűtőfolyadék hőmérsékletét. Itt a légkondicionáló rendszer hűtőközege átfolyik a hűtőn, és tovább hűti a hűtőfolyadékot, amely szintén átfolyik a hűtőn. A teljes vezérlés egyedi termosztátokon, érzékelőkön, szivattyúkon és szelepeken keresztül történik.
Az egységek funkciója és leírása:
HŰTŐ (CHILLER)
A hűtő egy speciális hőcserélő, amely mind a hűtőfolyadék, mind a hűtőközeg körébe csatlakozik, amely lehetővé teszi a hűtőfolyadék hőmérsékletének további csökkentését a légkondicionáló rendszer hűtőközegével. Ez szükség esetén lehetővé teszi az elektromos motor és az erőelektronika további közvetett hűtését a légkondicionáló rendszer segítségével.
Erre a célra egy szekunder kör hűtőfolyadékja áramlik át az akkumulátor hűtőlemezén. Hőelnyelés után a hűtőközeget egy hűtőben a kezdeti hőmérsékletre hűtjük. A hűtő hőmérséklete csökken egy másik hűtőközeg elpárologtatásával, amely egy primer körben kering.
AKKUMULÁTOR HŰTŐ (BATTERY COOLER)
A hűtőlemezek mindkét oldalán egy elemszegmens található. Az akkumulátor szegmensek és a hűtőlemezek állandóan rögzített akkumulátor modult alkotnak. Az akkumulátor direkt hűtése esetén a légkondicionáló rendszerből származó hűtőközeg átfolyik a hűtőlemezeken. Az akkumulátor indirekt hűtése esetén a hűtőfolyadék átfolyik a hűtőlemezeken. Ha a hűtőkapacitás nem elegendő az akkumulátor indirekt hűtéséhez, a hűtőfolyadékot egy hűtő segítségével további lehűthetjük. A hűtő (chiller) egy speciális hőcserélő, amelyet indirekt akkumulátor-hűtésre használnak, és mind a hűtőfolyadék, mind a hűtőközeg körébe van beépítve.
ELEKTROMOS KOMPRESSZOR (ELECTRICAL COMPPRESSOR)
A kompresszor nagyfeszültségű elektromos meghajtású. Ez lehetővé teszi a jármű légkondicionálását még kikapcsolt motor mellett is. Ezen túlmenően a hűtőfolyadék a légkondicionáló rendszer segítségével is lehűthető.
HŰTŐFOLYADÉK / HŰTŐ FELADÓ SZELEP (COOLANT/REFRIGERANT STOP VALVE)
A hűtőfolyadék / hűtőközeg elzáró szelepei elektromosan vezérelhetők, és szükség szerint nyitható/zárható a hűtőfolyadék / hűtőközeg köreit, vagy több áramkört csatlakoztatnak egymáshoz.
ALACSONY HŐMÉRSÉKLETŰ HŰTŐ (LOW-TEMPERATURE COOLER)
Az elektromos motor és az erőelektronika hűtőfolyadék hőmérsékletét 60 Celsius fok alatt tartják, külön hűtőkörben, alacsony hőmérsékletű hűtővel.
NAGY FESZÜLTSÉGŰ HŰTŐFOLYADÉK FŰTÉS (HIGH-VOLTAGE COOLANT HEATER)
Ha a hőmérséklet túl alacsonyra süllyed, a hűtőfolyadékot nagyfeszültségű elektromos kiegészítő fűtőberendezéssel melegítik. Ez a hűtőkörbe van integrálva.
TERMOSZTÁT (THERMOSTAT)
Az elektromos vagy mechanikus termosztátok állandó szinten tartják a hűtőfolyadék hőmérsékletét.
ELEKTROMOS KIEGÉSZÍTŐ FŰTŐ / NAGY FESZÜLTSÉGŰ KIEGÉSZÍTŐ FŰTŐ (ELECTRICAL AUXILIARY HEATER / HIGH-VOLTAGE AUXILIARY HEATER)
Az elektromos járműveknél hiányzik a motor által termelt hő, amely hűtőfolyadékot melegítené. Ezért az utastér fűtését egy a szellőzőrendszerben elhelyezett elektromos segédfűtő segítségével történik.
TELJESÍTMÉNYELEKTRONIKA (POWER ELECTRONICS)
Feladatuk a járműben az elektromos motorok vezérlése, kommunikáció a jármű vezérlőrendszerével és a hajtás diagnosztizálása. A teljesítményelektronika általában egy elektronikus vezérlőegységből, egy inverterből és egy DC-DC átalakítóból áll. Annak érdekében, hogy a teljesítményelektronikát egy bizonyos hőmérsékleti tartományon belül tartsa, csatlakoztatva van a jármű hűtési / fűtési rendszeréhez.
NAGY FESZÜLTSÉGŰ AKKUMULÁTOR (HIGH-VOLTAGE BATTERY)
A nagyfeszültségű akkumulátor (HV akkumulátor) az elektromos motorral együtt az elektromos jármű egyik kulcseleme. Összekapcsolt akkumulátor modulokból áll, amelyek viszont cellákból állnak. Az elemek általában lítium-ion technológián alapulnak. Nagy az energiasűrűségük. A csökkenő kémiai reakció miatt a teljesítmény 0 ° C alatti hőmérsékleten jelentősen csökken. 30 ° C feletti hőmérsékleten az öregedési folyamat erősen megnő, és 40 ° C feletti hőmérsékleten az akkumulátor károsodhat. A lehető leghosszabb élettartam és hatékonyság elérése érdekében az akkumulátort bizonyos hőmérsékleti spektrumban kell működtetni.
KONDENZÁTOR (CONDENSER)
A kondenzátorra a hűtőközeg hűtésére van szükség, amely a kompresszorban történő összenyomás alatt felmelegedett. A forró hűtőgáz a kondenzátorba áramlik, és a csőlabirintuson és azok lamelláin keresztül hőt ad a környezetbe. A hűtés során a hűtőközeg gázhalmazállapotból folyadék halmazállapotba megy át.
ELEKTROMOS VÍZSZIVATTYÚ (ELECTRIC WATER PUMP)
Az elektromos víz- és hűtőfolyadék-szivattyúk és integrált elektronikus vezérlésük a kívánt hűtési igényeknek megfelelően változóan aktiválható. Használhatók fő-, kisebb- vagy keringtető szivattyúként. A motortól függetlenül és igény szerint működnek.
