Подробное объяснение системы терморегулирования Xpeng P7

Обзор системы терморегулирования

Каковы подробные функции системы терморегулирования (TMS)? Проще говоря, речь идет в основном об охлаждении и обогреве. Основные функции системы терморегулирования XPeng P7 в основном включают в себя:
1) Система кондиционирования воздуха, обеспечивающая тепловой комфорт, в основном включает в себя обогрев, охлаждение, осушение, защиту от запотевания передней панели, внутреннюю температуру, интеллектуальную регулировку циркуляции воздуха и т. д.
2) Система нагрева и охлаждения батареи использует четырехходовой реверсивный клапан и два трехходовых пропорциональных клапана для реализации последовательного и параллельного соединения цепей батареи и двигателя, тем самым реализуя рекуперацию отходящего тепла и среднетемпературное рассеивание тепла от аккумулятора. аккумулятор.
◆ При высоких температурах используется теплообменник аккумулятора, а хладагент используется для принудительного охлаждения аккумулятора.
◆ При средней температуре четырехходовой реверсивный клапан используется для последовательного соединения цепи аккумулятора и цепи электропривода. Передний низкотемпературный радиатор рассеивает тепло, которое можетэкономить энергопотребление электрического компрессора.
◆ При низких температурах трехходовой пропорциональный клапан закорачивает низкотемпературный радиатор. Цепи аккумулятора и двигателя соединены последовательно, а отходящее тепло двигателя рекуперируется для поддержания тепла аккумулятора.
◆ При сверхнизких температурах трехходовой пропорциональный клапан используется для нагрева контура батареи через водяной теплообменник, чтобы быстро прогреть батарею.
3) Система охлаждения электропривода использует электрический водяной насос для отвода теплаконтроллер двигателя и электродвигательчерез низкотемпературный радиатор.
4) Для отвода тепла от XPU и хоста с большим экраном водяной насос двигателя включается в зависимости от температуры и скорости повышения температуры, а часть потока отводится из контура двигателя на пластину водяного охлаждения XPU и Хост с большим экраном для охлаждения, а тепло рассеивается через радиатор или байпас.
5) Система пополнения и вытяжки воды, расширительный котел подсоединяется к аккумулятору, двигателю и контуру отопления для пополнения воды в трех контурах соответственно. В контуре аккумулятора и электропривода используется общий водоотделитель для выхлопных газов, а в контуре отопления используется водоотделитель для выхлопных газов.
6) В системе управления качеством воздуха датчик PM2,5 постоянно контролирует качество воздуха и отображает его на большом центральном экране управления, а затем интеллектуально включает кондиционер для фильтрации воздуха; кроме того, плазмогенератор осуществляет стерилизацию, пылеудаление и очистку воздуха; датчик AQS обеспечивает защиту от выхлопных газов.
Водяные каналы ТМС соединены. С помощью трехходовых и четырехходовых водяных клапанов реализуются последовательный и параллельный режимы работы. Блок-схема всей системы термоменеджмента представлена ​​на рисунке ниже.

Стратегии управления компонентами системы терморегулирования

На рисунке 1 показаны компоненты, входящие в состав TMS. Какова стратегия управления этими отдельными компонентами?
1) Водяной насос контура двигателя, 60 Вт, ШИМ-управление
Водяной насос включается в следующих случаях:
◆в то время, когда система электропривода требует отвода тепла;
◆при рекуперации тепла;
◆в момент, когда аккумулятор имеет запрос на охлаждение LTR;
◆При включении XPU или большого экрана также включается водяной насос.

2) Водяной насос аккумуляторной батареи, 60 Вт, ШИМ-управление.
Стратегия его работы следующая:
Водяной насос включается при наличии запроса на нагрев или охлаждение от аккумулятора.
Когда внутри аккумулятора большая разница температур и требуется тепловой баланс, включается водяной насос.

3) Водяной насос отопительного контура, 20 Вт, фиксированная частота ШИМ, 100 Гц.
Водяной насос включается в следующих случаях:
◆ в момент поступления запроса на обогрев от кондиционера;
◆ при наличии запроса на подогрев батареи;
◆ когда одновременно поступают запросы на нагрев системы кондиционирования и на нагрев батареи;
◆ при включении левой и правой двойной температурной зоны;
◆ Если в режиме удаления запотевания необходимо включить PTC, включится водяной насос.

4) PTC, положительный температурный коэффициент.
PTC — это аббревиатура от Positive Temperature Coefficient, что означает сопротивление с положительным температурным коэффициентом, или сокращенно PTC-термистор. Значение его сопротивления ступенчато увеличивается с ростом температуры.
Особенностью этого метода является то, что на мощность меньше влияет температура воды. Диапазон рабочего напряжения составляет 350–450 В при использовании сети LIN. Контроллеру кондиционера необходимо только отправить сигнал запроса мощности на обогреватель, и обогреватель будет работать в соответствии с указанным запросом мощности. Максимальная температура воды, нагреваемой PTC, составляет 65 ℃.
Логика управления PTC: когда кондиционер или аккумуляторная батарея отправляет запрос на нагрев, PTC включается, и мощность нагрева обогревателя определяется на основе внешней среды и потребности в отоплении внутреннего кондиционера.

Специальные стратегии управления функциями терморегулирования

В первой части было приведено функциональное описание всей TMS XPeng P7. Далее мы внимательно анализируем, как эти функции координируются посредством различных компонентов.

1) Принцип управления системой охлаждения двигателя

Охлаждение двигателя контролируется VCU. VCU определяет температуру определенного компонента в цепи двигателя. Если температура слишком высокая, начинается охлаждение двигателя, регулируя скорость водяного насоса и скорость электронного вентилятора в цепи двигателя, а система HVAC регулирует положение трехходового пропорционального водяного клапана 1 на радиаторе.
Значение температуры открытия: когда температура двигателя выше 75 ℃, IPU выше 45 ℃, DCDC выше 60 ℃ и OBC выше 50 ℃, система охлаждения двигателя открывается.
Весь контур охлаждения состоит из: водяной насос контура двигателя → система двигателя → трехходовой пропорциональный водяной клапан 1 → радиатор/байпас → четырехходовой реверсивный водяной клапан → водяной насос контура двигателя.

2) Принцип управления охлаждением аккумулятора

◆ Режим охлаждения аккумулятора 1 — в сценарии зарядки
В этом режиме BMS определяет необходимость охлаждения аккумулятора, VCU определяет, выполняются ли условия охлаждения аккумулятора, а система HVAC объединяет температуру окружающей среды, температуру воды в контуре аккумулятора и температуру воды в контуре двигателя для определенияиспользование электрического компрессора охлаждения, тем самым приводя в действие водяной клапан и компрессор, а также отправляя запросы водяным насосам и вентиляторам.
Контур охлаждения: компрессор → конденсатор → электронный расширительный клапан (ЭТРВ) → теплообменник аккумулятора → компрессор.

◆ Режим охлаждения аккумулятора 2 — в режиме вождения.
В этом режиме VCU определяет, выполняются ли условия охлаждения аккумулятора. HVAC объединяет такую ​​информацию, как температура окружающей среды, температура воды в контуре аккумулятора, температура воды в контуре двигателя и т. д., чтобы определить, следует ли использовать охлаждение компрессора, а затем приводит в действие водяной клапан иэлектрический компрессор кондиционераи выдает запросы на водяные насосы и вентиляторы.
Контур охлаждения: водяной насос контура аккумулятора → силовой аккумулятор → водоводяной теплообменник → теплообменник аккумулятора.

3) Принцип управления нагревом аккумулятора в режиме зарядки

BMS определяет, есть ли необходимость в обогреве, на основе состояния аккумулятора - VCU отправляет статус высоковольтной системы на основе состояния автомобиля - HVAC рассчитывает необходимую температуру воды для аккумулятора и включает PTC и водяной насос для нагрева .
Контур охлаждения включает в себя два контура, один из которых: водяной насос контура аккумулятора → водоводяной теплообменник → теплообменник аккумулятора → силовой аккумуляторный блок → четырехходовой реверсивный водяной клапан → водяной насос контура аккумулятора. Второй — водяной насос отопительного контура → ПТК подогрева воды → трёхходовой клапан 2 → водоводяной теплообменник → водяной насос отопительного контура.

4)Принцип управления тепловым балансом батареи

При возникновении термического удара необходимо открыть водяной насос аккумулятора, чтобы сбалансировать тепло аккумулятора. Условия, вызывающие тепловой шок, в основном включают следующие два типа:
◆ Разница между максимальной и минимальной температурой элемента аккумулятора слишком велика.
◆ Разница между температурой воды в контуре аккумулятора и самой высокой/самой низкой температурой аккумулятора слишком велика.
Контур охлаждения состоит из: водяного насоса аккумуляторного контура → силового аккумуляторного блока → водоводяного теплообменника → теплообменника аккумулятора → водяного насоса аккумуляторного контура.

5) Принцип управления системой охлаждения аккумулятора LTR и системой рекуперации тепла двигателя.

Это включает в себя три части, а именно охлаждение аккумулятора LTR, предварительное охлаждение аккумулятора и рекуперацию отходящего тепла двигателя.
◆ Охлаждение аккумулятора LTR: при температуре окружающей среды ниже 25 ℃, когда температура аккумулятора высокая, переключите положение четырехходового реверсивного водяного клапана, последовательно подключите цепь аккумулятора и цепь двигателя и используйте радиатор для рассеивания тепла аккумулятора, что позволит сэкономить электроэнергию. .
◆ Предварительное охлаждение батареи: Когда температура аккумулятора приближается к температуре, необходимой для охлаждения, заранее используйте радиатор для охлаждения аккумулятора.
◆ Рекуперация отходящего тепла двигателя: Его можно использовать для рекуперации тепла, выделяемого двигателем, которое обычно теряется во время работы автомобиля. Когда температура воды в контуре двигателя превышает температуру воды в контуре аккумулятора на определенное значение, она будет использоваться для нагрева аккумулятора, чтобы аккумулятор имел подходящую рабочую температуру для достижения цели энергосбережения.
Контур охлаждения представляет собой четырехходовой реверсивный водяной клапан → водяной насос контура двигателя → система двигателя → трехходовой пропорциональный водяной клапан 1 → радиатор/байпас → четырехходовой реверсивный водяной клапан → водяной насос аккумуляторного контура → водяной-водяной нагрев. теплообменник → аккумуляторное теплообменное устройство → силовая батарея → четырехходовой реверсивный водяной клапан.