Nguyên Lý Hoạt Động Hệ Thống Làm Mát Ô Tô Điện
Trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nhu cầu giảm thiểu khí thải từ phương tiện giao thông ngày càng cao, xe ô tô điện đã và đang trở thành xu hướng tất yếu của ngành công nghiệp ô tô. Tuy nhiên, để đảm bảo hiệu suất và tuổi thọ của các linh kiện điện tử cũng như pin, hệ thống làm mát trên xe ô tô điện đóng vai trò vô cùng quan trọng. Hệ thống này không chỉ giúp duy trì nhiệt độ lý tưởng cho các bộ phận chính, mà còn đảm bảo an toàn và hiệu suất hoạt động của toàn bộ xe. Việc nghiên cứu và hiểu rõ nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát trên xe ô tô điện không chỉ giúp cải thiện công nghệ sản xuất, mà còn góp phần nâng cao hiệu suất sử dụng và tuổi thọ của xe. Bài viết này sẽ đi sâu vào phân tích cơ chế hoạt động hệ thống làm mát của xe ô tô điện, nhằm cung cấp cái nhìn toàn diện và sâu sắc về lĩnh vực quan trọng này.
1. Nguyên lí hoạt động hệ thống làm mát Pin cao áp:
Hệ thống làm mát pin cao áp gồm có 3 chế độ: Chế độ khởi động, Chế độ làm mát Pin ở tải thấp và chế độ làm mát Pin ở tải cao.
- Chế độ khởi động: Khi khởi động ở vùng nhiệt độ thấp, van 3 chiều (1) khoá đường trao đổi nước làm mát tới két tản nhiệt (LTR), bơm (2) hoạt động đẩy nước tuần hoàn qua pin cao áp để pin cao áp nhanh đạt tới nhiệt độ tối ưu. Ngoài ra, khi ở vùng nhiệt độ quá thấp, để nhiệt độ tăng lên nhanh chóng, bộ sấy pin bằng nước làm mát cũng được bật.
Nguyên lý làm mát Pin ở chế độ khởi động
- Chế độ làm mát pin khi tải thấp: Khi nhiệt độ của nước làm mát lên cao, van 3 chiều mở đồng thời đường đi tắt đóng lại. Toàn bộ nước làm mát sẽ chảy qua lần lượt water condenser, két tản nhiệt, ở đây nó được làm mát, sau đó nó trở về bình chứa. Bằng cách này, nhiệt độ thích hợp của pin cao áp được duy trì
Nguyên lý làm mát Pin ở chế độ tải thấp
- Chế độ làm mát pin khi tải cao: Khi tải cao, nhiệt độ của pin cao áp tăng nhanh, làm mát bằng két nước không đáp ứng được, bộ phận Battery Chiller sẽ giải quyết vấn đề đó. Trong Battery Chiller có 2 ống được lồng vào nhau, một ống chứa nước làm mát từ pin và một ống chứa môi chất làm lạnh. Khi môi chất làm lạnh chuyển trạng thái lỏng sang khí thì nó sẽ hấp thụ nhiệt từ ống chứa nước làm mát pin cao áp => làm mát nước làm mát => duy trì nhiệt độ cho pin cao áp. Ở chế độ này, van 3 chiều khoá không cho nước làm mát qua két tản nhiệt, bơm nước làm mát sẽ đẩy nước làm mát tuần hoàn qua pin, bộ sấy pin (Coolant Heater), battery chiller (bộ làm mát pin) và sau đó đi qua van 3 chiều trở về bơm nước. Khi đi pin cao áp, nước làm mát sẽ hấp thụ nhiệt của pin cao áp và được làm mát tại bộ làm mát pin.
Nguyên lý hoạt động ở chế độ tải cao
- Dòng môi chất lạnh ở chế độ làm mát pin
Nguyên lý dòng chất lỏng trong hệ thống làm mát
(1) Máy nén điện chuyển đổi môi chất lạnh ở trạng thái khí áp suất thấp nhiệt độ thấp thành khí áp suất cao nhiệt độ cao.
(2) Môi chất áp suất cao, nhiệt độ cao đi qua giàn nóng bên trong (inner Condenser): không có sự trao đổi nhiệt
(3) EXV 1: ở chế độ làm mát, EXV cho dòng môi chất đi qua không giãn nở.
(4) Môi chất lạnh trạng thái khí áp suất cao nhiệt độ cao sẽ được ngưng tụ thành môi chất lạnh trạng thái lỏng áp suất cao, nhiệt độ cao bằng giàn ngưng tụ bằng nước (Water Condenser).
(5) Van 3 chiều: Mở cho dòng môi chất lỏng từ dàn ngưng tụ bằng nước đi đến giàn nóng giải nhiệt bằng không khí.
(6) Giàn nóng giải nhiệt bằng không khí (Ambient Condenser): Tiếp tục ngưng tụ một lần nữa dòng môi chất lạnh từ dàn ngưng tụ bằng nước.
(7) EXV 2: Chuyển đổi môi chất lạnh trạng thái lỏng nhiệt độ cao áp suất cao thành môi chất lạnh dạng sương nhiệt độ thấp áp suất thấp.
(8) Chiller: môi chất chuyển đổi từ dạng sương sang dạng khí áp suất thấp nhiệt độ thấp, đồng thời hấp thụ nhiệt từ nước làm mát Pin => Giảm nhiệt độ Pin cao áp.
(9) Môi chất hấp thụ nhiệt từ nước làm mát Pin và được đưa quay lại máy nén điện sau khi được đi qua bầu tích áp (chỉ cho môi chất dưới dạng khí đi qua).
2. Nguyên lý hoạt động hệ thống làm mát thiết bị điện:
Trong hệ thống làm mát thiết bị điện có 2 chế độ hoạt động là chế độ hoạt động bình thường và chế độ sử dụng Water Condenser
- Chế độ bình thường: Van 3 chiều (1) sẽ mở cho nước làm mát đi qua két tản nhiệt HTR, đồng thời khoá đường đi tắt về bình chứa. Khi bơm điện (2) hoạt động, nước làm mát sẽ được hút từ bình chứa và tuần hoàn qua két làm mát dầu của động cơ và hộp giảm tốc rồi qua trực tiếp mạch nước làm mát trong inverter, ICCU, ở đây sẽ có sự trao đổi nhiệt, nước làm mát hấp thụ nhiệt của dầu trong động cơ và nhiệt của inverter, ICCU. Nước làm mát sau khi hấp thụ nhiệt tiếp tục đi qua dàn ngưng tụ bằng nước (cho đi qua, không giải nhiệt) đến két tản nhiệt (3), ở đây nó được làm mát, sau đó đi về bình chứa, kết thúc một chu trình lạnh mát => Nhiệt độ hệ thống động cơ luôn được duy trì ở nhiệt độ hoạt động tối ưu.
Nguyên lý hoạt động ở chế độ bình thường
- Chế độ sử dụng Water Condenser: Ở chế độ này, tức là khi vận hành bơm nhiệt, van 3 chiều (1) đóng đường nước làm mát qua két tản nhiệt. Khi bơm điện (2) hoạt động, nước làm mát sẽ được hút từ bình chứa và tuần hoàn qua két làm mát dầu của động cơ và hộp giảm tốc rồi qua trực tiếp mạch nước làm mát trong inverter, ICCU, ở đây sẽ có sự trao đổi nhiệt, nghĩa là, nước làm mát hấp thụ nhiệt của dầu trong động cơ và nhiệt của inverter, ICCU. Nước làm mát sau khi hấp thụ nhiệt tiếp tục đi qua dàn ngưng tụ bằng nước (Water condenser) (3), ở đây nó sẽ được làm mát bằng sự hấp thụ nhiệt của dòng môi chất lạnh được dẫn qua water condenser và sau đó đi về bình chứa, kết thúc một chu trình lạnh mát => Nhiệt độ hệ thống động cơ luôn được duy trì ở nhiệt độ hoạt động tối ưu.
Nguyên lý hoạt động ở chế độ sử dụng Water Condenser
Những tiến bộ trong công nghệ làm mát đang ngày càng cải thiện khả năng kiểm soát nhiệt độ, góp phần vào sự phát triển và phổ biến rộng rãi của xe ô tô điện. Việc hiểu rõ nguyên lý và hoạt động của hệ thống làm mát không chỉ giúp người sử dụng yên tâm hơn mà còn mở ra những cơ hội mới cho nghiên cứu và cải tiến công nghệ xe điện trong tương lai.
Share on facebook
