Analyse détaillée de la technologie de climatisation de la pompe à chaleur de véhicule électrique de BYD

1. Fonctions de refroidissement et de chauffage du climatiseur de pompe à chaleur

Un système de climatisation de la pompe à chaleur est un dispositif économe en énergie capable de refroidir et de chauffer. Pendant le chauffage, il fonctionne dans le cycle inverse, transférant la chaleur d'un environnement à basse température à un environnement à haute température. Ce processus consomme une petite quantité de puissance cyclable inversée tout en fournissant une grande quantité de chaleur, réalisant ainsi des économies d'énergie. Comme le montre la figure 1, le système de climatisation de la pompe à chaleur comprend principalement uncompresseur électrique, trois échangeurs de chaleur (condenseur extérieur, condenseur intérieur et évaporateur intérieur), deux solénoïdes (soupape de refroidissement et l'électrovanne de chauffage), deux soupapes de dilatation électroniques (soupapes de détente électronique de refroidissement), ainsi que des capteurs de pression et de température réfrigérants.
LeLe compresseur de climatisation est entraîné par une électricité à haute tension ACet est généralement un compresseur de type défilement fixe. En faisant varier la vitesse du moteur, le compresseur fournit le débit de réfrigérant requis vers le système de climatisation. Les solénoïdes agissent comme des commutateurs, permettant le flux de réfrigérant lorsqu'il est sous tension. La soupape électronique d'expansion fonctionne en fonction des commandes qui tournent un moteur pas à pas, qui déplace la soupape d'aiguille le long de son axe pour régler le débit de réfrigérant. Cela régule le débit de réfrigérant pour correspondre à la charge thermique.

1.1 Principe de refroidissement

Pendant le refroidissement, le solénoïde de refroidissement et le fonctionnement de la soupape de dilatation électronique de refroidissement, comme le montre la figure 1. Le réfrigérant à haute température à haute pression du compresseur passe à travers le solénoïde de refroidissement et entre dans le condensateur extérieur, où il échange du chaleur avec l'air extérieur et se transforme en un liquide à température moyenne haute pression. Après avoir été étranglé par la soupape de l'expansion électronique de refroidissement, le réfrigérant entre dans l'évaporateur intérieur. Ici, il absorbe la chaleur de la cabine, et le réfrigérant liquide se transforme en un gaz à basse température à basse pression, qui revient au compresseur, terminant le cycle de refroidissement.

1.2 Principe de chauffage

Pendant le chauffage, la soupape de l'expansion électronique de chauffage et le solénoïde de chauffage fonctionnent, comme le montre la figure 2. Le réfrigérant à haute température et haute pression du compresseur entre dans le refroidisseur intérieur, la chaleur libérant et après refroidissement, il se transforme en un liquide à haute pression et à température moyenne. Après avoir étranglé à travers la soupape de l'expansion électronique chauffante, le réfrigérant entre dans le condenseur extérieur, où il absorbe la chaleur de l'environnement extérieur, transformant le réfrigérant en un gaz à basse pression et à basse température. Le gaz passe ensuite à travers l'électrovanne de chauffage vers le compresseur, terminant le cycle de chauffage.

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2. Système de climatisation de pompe à chaleur de la voiture Dolphin Car

En septembre 2021, BYD a lancé le premier modèle de la série Ocean, la voiture Dolphin, qui a été la première à présenter le système de climatisation de la pompe à chaleur, améliorant considérablement l'efficacité de gestion thermique du véhicule.

2.1 Composition du système de climatisation pompe à chaleur de la voiture Dolphin Car

Comme le montre la figure 3, le système de climatisation de pompe à chaleur de la voiture Dolphin se compose principalement d'uncompresseur électrique de la climatisation(puissance maximale 6 kW), ventilateur électronique, radiateur de refroidissement moteur, condenseur extérieur, condenseur intérieur et évaporateur, plaque de chauffage à froid direct pour la batterie de puissance, séparateur de gaz-liquide, module intégré de gestion thermique et échangeur de chaleur de plaque (situé sous le module intégré de gestion thermique). Le réfrigérant utilisé est R134A (les autres modèles de véhicules électriques de BYD utilisent R410A).
Le module intégré de gestion thermique comprend six soupapes de solénoïde, trois vannes d'expansion électronique (figure 4) et neuf connexions de tube réfrigérant (figure 5).

2.2 Système de climatisation pompe à chaleur de la voiture Dolphin Principe de travail

Le principe de travail du système de climatisation de la pompe à chaleur de la voiture Dolphin est illustré à la figure 6. Sur la figure, PT-1 et PT-2 représentent la pression du réfrigérant et les capteurs de température, P-1 représente le capteur de pression du réfrigérant, et T-1 et T-2 représentent les capteurs de température réfrigérant.
Le système de pompe à chaleur Dolphin Car élimine le réchauffeur de PTC à haute tension traditionnel utilisé dans les véhicules électriques, le remplaçant par un réchauffeur de PTC assisté par le ventilateur à basse tension (1kW), qui fournit un chauffage auxiliaire dans des environnements extrêmement à faible température. En plus de fournir un refroidissement et un chauffage pour la cabine, le système de pompe à chaleur Dolphin Car est le premier mondial à utiliser le réfrigérant pour refroidir directement et chauffer la batterie d'alimentation, et utiliser la chaleur du moteur d'entraînement et du contrôleur de moteur, entre autres unités de conduite électrique, atteignant cinq fonctions majeures et gestion thermique intelligente intégrée.
Avec le système de climatisation de la pompe à chaleur, la plage motrice hivernale de la voiture Dolphin est améliorée de plus de 10%, couvrant une large plage de températures de -30 ° C à 40 ° C, la consommation d'énergie minimale atteignant 10,3 kWh par 100 km.

(1) chauffage du climatiseur
Lorsque le véhicule conduit ou arrêté à basse température, le système de climatisation fournit un chauffage. LeLe système de pompe à chaleur active le compresseur électriqueet la soupape de dilatation électronique chauffante fonctionne. L'échange de chaleur de la source d'eau et l'échange d'échanges d'échanges de chaleur et le solénoïde de chauffage de la climatisation s'ouvrent tous deux. Le réfrigérant traverse le condenseur intérieur pour libérer la chaleur, et l'échangeur de chaleur à la plaque absorbe la chaleur des unités d'entraînement électriques, telles que le moteur d'entraînement et le contrôleur du moteur. À des températures extrêmement basses, le radiateur PTC peut être activé pour le chauffage auxiliaire afin d'étendre la plage de température du système de pompe à chaleur.
Le trajet d'écoulement du réfrigérant pendant le chauffage est le suivant: Compresseur → Condenseur intérieur → Chauffage d'électronique soupape d'expansion → Source d'échange de chaleur de la source d'eau → Échangeur de chaleur de la plaque → Climatisation Solénoïde de chauffage → séparateur de gaz-liquide → compresseur.
(2) Alimenter le chauffage de la batterie
Dans les environnements à basse température, le système de climatisation de la pompe à chaleur chauffe la batterie d'alimentation pour raccourcir le temps de charge ou améliorer les performances du véhicule pendant la conduite à basse température. La soupape d'expansion électronique de la batterie, l'électrovanne de chauffage de batterie, l'électrovanne d'échange de chaleur de la source d'eau et le solénoïde de chauffage de climatisation s'ouvrent tous. Le réfrigérant absorbe la chaleur des déchets de l'unité d'entraînement électrique via l'échangeur de chaleur de la plaque et chauffe la plaque de chauffage froide direct de la batterie d'alimentation.
Le chemin d'écoulement du réfrigérant pendant le chauffage de la batterie est le suivant: Compresseur → Échantillon de solénoïde de chauffage de batterie → Alimentation Batterie Plaque de chauffage à froid direct → Batterie Valve de dilatation électronique → Vanne unidirectionnelle 1 → Salle d'échange de chaleur de la source d'eau → Salve de chauffage de la plaque → Compresseur de chauffage de la climatisation.
(3) Chauffage simultané de la cabine et de la batterie d'alimentation
Lorsque le véhicule fonctionne à basse température ou charge dans des environnements froids, le système peut chauffer simultanément la cabine et la batterie d'alimentation. Le système de pompe à chaleur active le compresseur électrique, et à la fois la soupape de l'expansion électronique de chauffage et la vanne d'expansion électronique de la batterie s'ouvrent. L'échange d'échange de chaleur de la source d'eau, l'électrovanne de chauffage de batterie et l'électrovanne de chauffage de la climatisation s'ouvrent tous pour absorber la chaleur des unités de conduite électrique. Le condenseur intérieur et la batterie d'alimentation diminuent la plaque de chauffage à froid et le chauffage PTC peut être utilisé au besoin.
Les chemins d'écoulement des réfrigérants sont similaires à ceux des figures 7 et 8.

(4) refroidissement du climatiseur
Lorsque le véhicule conduit ou arrêté à des températures élevées, le système de climatisation fournit un refroidissement. Le système de pompe à chaleur active le compresseur électrique et la soupape de dilatation électronique de refroidissement fonctionne. La clandestin solénoïde de refroidissement de la climatisation et l'échange d'échange de l'échange de l'électrovanne s'ouvrent. Le réfrigérant passe par le condenseur extérieur pour libérer la chaleur, et l'évaporateur intérieur absorbe la chaleur de la cabine.
Le chemin d'écoulement du réfrigérant pendant le refroidissement est le suivant: Compresseur → Condenseur intérieur → Climatisation de refroidissement d'échange d'échange d'échange d'échange de soupape de chauffage → Vanne unidirectionnelle 5 → Valve d'expansion électronique de refroidissement → Évaporateur intérieur → Valve de passage à sens unique 4 → séparateur à gaz-liquide → compresseur.
(5) Fermeture de la batterie d'alimentation
Pendant la charge, en particulier avec une charge haute puissance, pour empêcher la batterie d'alimentation de surchauffer, lesystème de pompe à chaleurfonctionne pour refroidir la batterie. Lorsque la température de la batterie dépasse une valeur définie pendant le fonctionnement du véhicule, le système commence à fonctionner. La vanne de dilatation électronique de la batterie s'ouvre et l'électrovanne de refroidissement de la climatisation, l'électrovanne à chaleur d'échange d'air et l'électrovanne de refroidissement par batterie s'ouvrent tous. Le réfrigérant passe à travers l'échangeur de chaleur extérieur pour libérer la chaleur et absorbe la chaleur à travers la plaque de chauffage froide directe de la batterie d'alimentation.
Le chemin d'écoulement du réfrigérant pendant le refroidissement de la batterie est le suivant: Compresseur → Condenseur intérieur → Climatisation de la climatisation Salonoïde de refroidissement → Échange d'air Calpue de chauffage à chaleur → Vanne à sens unique 5 → Vanne à une vanne à sens unique 2 → Salve de prolongation de la batterie → Vanne d'un aval de batterie de batterie à froide de la batterie Salve
(6) refroidissement simultané de la cabine et de la batterie d'alimentation
Lorsque le véhicule est chargé ou conduit, si la cabine et la batterie d'alimentation ont besoin de refroidissement simultanément, le système de pompe à chaleur fonctionne en activant à la fois la soupape de l'extension électronique de la batterie et la soupape d'expansion électronique de refroidissement. L'électrovanne de refroidissement de la climatisation, l'échange d'échange d'échange d'échange d'échange d'échanges d'échanges d'échanges d'échanges d'échanges d'échange de batterie de refroidissement de la batterie s'ouvrent tous. Le réfrigérant circule selon les chemins décrits sur les figures 9 et 10.

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