Da die globalen Umweltvorschriften in Bezug auf die GWP von Kältemitteln zunehmend strenger werden, hat sich aufgrund ihrer extrem niedrigen GWP R290 natürliche Kältemittel als vielversprechende Alternative herausgestellt. Die brennbare und explosive Natur stellt jedoch erhebliche Sicherheitsherausforderungen dar und steigt jedoch kontinuierliche Innovationen innerhalb der Branche vor. Dieser Artikel enthält eine eingehende Analyse der Anwendungs- und Schlüsseltechnologien von R290 in den Wärmemanagementsystemen von NEVs.
1. Industrialisierungsfortschritt von R290 natürliches Kältemittel
Die Entwicklung von R290 -basierten thermischen Managementsystemen für NEVs wird stetig voranschreitet, wobei die Massenproduktion im ersten Quartal 2025 erwartet wird. Diese Systeme verwenden ein modulares Sekundärschleife -Wärmepumpendesign, das die Kältemittelladung reduziert, die Wärmepumpenbetrieb bei extrem niedrigen Temperaturen (Abwärts -30 ° C) und erweiterte Heizungstechnologien wie heiße Gas und Vapor -Injektionen einbezogen.
Leistungstests an Testbänken zeigen, dass das System bei -30 ° C Umgebungstemperatur eine Heizkapazität von ca. 5,1 kW mit Stromverbrauch von etwa 2,2 kW erreicht, was zu einem COP von rund 2,3 führt, was auf eine hervorragende Erwärmungsfähigkeit von niedriger Temperaturen hinweist. Die Tests auf Fahrzeugebene zeigen einen COP von 3,8 mit 470 -W -Kompressorverbrauch während der Kabinenabkühlung bei 30 ° C Umgebungstemperatur und einen COP von 3,5 mit 570 -W -Kompressorleistung während des Erhitzens bei -7 ° C, was erhebliche Energieeinsparungen aufweist.
2. Schlüsseltechnologien des R290 -Systems
(1) Dampfinjektion, um Wärmeaustauschverluste auszugleichen
Sowohl bei Heiz- als auch beim Kühlbetrieb kompensiert die Dampfinjektionstechnologie die Wärmeaustauschverluste im Sekundärschleifensystem effektiv. Beispielsweise ermöglichen die Simulations- und Optimierungsdesigns bei einer Umgebungstemperatur von -30 ° C mit Verdunstung bei -40 ° C und Kondensation bei 55 ° C eine Heizkapazität von ca. 5,1 kW und der Stromverbrauch von etwa 2,2 kW, wodurch die Gesamtsystemwirkungsgrad verbessert wird.
Die R290-Kompressoren mit niedriger Temperatur-Wärmepumpe basieren auf fortschrittlichen Technologieplattformen, darunter 34CC-VPI- und 45-cm3-VPI-Modelle, die Kühlkapazitäten von 11,4 kW bzw. 15 kW bieten. Sie arbeiten innerhalb von a
Hochspannungsbereich von 400-900 Vund ein breiter Betriebstemperaturbereich von -35 ° C bis 125 ° C.
Das Scroll-Kompressor-Design wurde ausgiebig verstärkt, wobei optimierte Bildlaufprofile, eine erhöhte Schriftrollendicke, eine verbesserte Motorleistung und ein Drehmoment sowie ein Dual-Seal-System sowohl für Saug- als auch Entladung erhöht sind und die Leistung und Zuverlässigkeit erheblich verbessern. Vergleichstests gegen
R1234YF -Kompressorenhaben die stabile Kühlkapazität und die günstige COP -Leistung von R290 -Kompressoren unter bestimmten Betriebsbedingungen gezeigt.
Bench-Test von R290 modularer Wärmepumpe mit niedriger Temperatur
(3) Gleitkompatibilität und Sicherheitsdesign
Für die Schmierung wurde PAG-RFL68EP-Öl für seine Kompatibilität mit R290 ausgewählt, wodurch günstige Eigenschaften wie Viskosität, Gießenpunkt (-48 ° C) und Blitzpunkt (240 ° C) angeboten werden. Kompatibilitätstests bestätigen, dass aktuelle Materialien sowohl mit R290 als auch mit dem Schmiermittel vollständig kompatibel sind, um den langfristigen stabilen Systembetrieb zu gewährleisten.
In Bezug auf die Sicherheit werden die R290-Gassensoren, die die NDIR-Technologie (nicht-dispersive Infrarot) verwendet, verwendet, um die Gaskonzentration auf der Grundlage von Lichtintensitätsunterschieden am Einlass und Auslass der Erfassungskammer zu überwachen. Sobald ein Leck erkannt wurde, wird das System automatisch heruntergefahren. In der Zwischenzeit werden Lüftungsmethoden wie der Erzwungener -Kühllüfterbetrieb kontinuierlich optimiert, um die Systemsicherheit weiter zu verbessern.
Alternative Kältemittel für neue Energiefahrzeuge
(4) Anpassung der elektronischen Expansionsventil
Bestehende 3-Tonnen R1234YF Elektronische Expansionsventile haben eine gute Kompatibilität mit R290 in Bezug auf die Durchflussrate-Kontrollkurven gezeigt. Die Überhitzungskontrolle wird innerhalb von 1K (0,5 K pro Schritt für R1234YF und 0,9 K pro Schritt für R290) gehalten, wodurch die genauen Kontrollanforderungen von R290 -Systemen erfüllt werden.
Die Anwendung von R290 natürlichem Kältemittel im thermischen Management von NEV stellt einen erheblichen Durchbruch bei der Bekämpfung von Umweltvorschriften und der Nachfrage nach hoher Effizienzheizung dar. Durch die Integration der Dampfeinspritzung, die optimierte Kompressordesign, die Gleitkompatibilität und die Technologien für fortschrittliche Sicherheitsüberwachung werden die Herausforderungen der Effizienz und Sicherheit in R290 -Anwendungen effektiv gelöst.
Diese technologischen Fortschritte fördern nicht nur das kontinuierliche Upgrade von Thermalmanagementsystemen für Automobile, sondern bieten auch einen soliden Unterstützung für den effizienten Betrieb von NEVs unter einer Vielzahl von Umgebungsbedingungen. Der fortgesetzte Fokus auf die praktische Anwendung und Optimierung dieser Technologien wird die Entwicklung von grünen und hocheffizienten thermischen Managementsystemen in der Automobilindustrie weiter beschleunigen.
