Ikhtisar Manajemen Termal Kokpit
Sistem pendingin udara adalah kunci manajemen termal mobil. Baik pengemudi maupun penumpang ingin mengejar kenyamanan mobil. Fungsi penting AC mobil adalah untuk mencapai lingkungan berkendara yang nyaman dengan mengatur suhu, kelembaban dan kecepatan angin di dalam kompartemen penumpang. dan lingkungan berkendara. Prinsip AC mobil mainstream adalah mendinginkan atau memanaskan suhu di dalam kabin melalui prinsip fisika termal yaitu penguapan, penyerapan panas, dan kondensasi. Saat suhu luar rendah, dapat mengalirkan udara panas ke dalam kabin sehingga pengemudi dan penumpang tidak merasa kedinginan; Saat suhu luar tinggi, mampu mengalirkan udara bersuhu rendah ke dalam kabin sehingga membuat pengemudi dan penumpang merasa lebih sejuk. Oleh karena itu, AC mobil memegang peranan yang sangat penting dalam penyejuk udara di dalam kabin dan kenyamanan penumpangnya.
1.1 Sistem pendingin udara kendaraan bahan bakar tradisional dan prinsip kerja
Pendingin udara kendaraan bahan bakar tradisional terutama terdiri dari empat komponen: evaporator, kondensor, kompresor, dan katup ekspansi. Kompresor adalah suatu alat tenaga yang dapat memampatkan zat pendingin berbentuk gas yang bersuhu rendah dan bertekanan rendah menjadi zat pendingin berbentuk gas yang bersuhu tinggi dan bertekanan tinggi. Kompresor umumnya dipasang pada mesin kendaraan berbahan bakar, dan kompresor digerakkan oleh mesin untuk bekerja.
Evaporator merupakan alat penukar panas yang dipasang di dalam kabin. Prinsip kerja evaporator adalah menggunakan evaporasi untuk menyerap panas sehingga menurunkan suhu. Ketika refrigeran cair bersuhu rendah dan bertekanan rendah melewati evaporator, refrigeran cair tersebut menguap dan menyerap panas di dalam kabin, sehingga dengan cepat mendinginkan kabin.
Kondensor juga merupakan alat penukar panas yang dipasang di luar kabin. Prinsip kerja kondensor adalah menyerap panas melalui kondensasi sehingga meningkatkan suhu. Ketika refrigeran gas bersuhu tinggi dan bertekanan tinggi melewati kondensor, ia dipaksa menjadi dingin oleh kipas dan melepaskan panas ke udara luar. , mengubah refrigeran gas bersuhu tinggi dan bertekanan tinggi menjadi refrigeran cair bersuhu sedang dan bertekanan tinggi.
Katup ekspansi adalah suatu alat yang mengembangkan cairan bersuhu sedang dan bertekanan tinggi menjadi cairan bersuhu rendah dan bertekanan rendah. Katup ekspansi umumnya dipasang di pintu masuk kotak evaporasi. Ini memperluas refrigeran cair bersuhu sedang dan bertekanan tinggi menjadi refrigeran cair bersuhu rendah dan bertekanan rendah, memungkinkan refrigeran masuk ke kotak penguapan. untuk menyerap panas di dalam kabin.
AC mobil terdiri dari sistem pendingin, sistem pemanas dan sistem ventilasi. Ketiga sistem inilah yang membentuk rakitan AC mobil. Prinsip pendinginan kendaraan bahan bakar tradisional adalah empat langkah yaitu kompresi, kondensasi, ekspansi, dan penguapan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Dengan mengulangi keempat langkah tersebut, pengoperasian sistem pendingin dapat terjamin. Kemudian kotak evaporator terus mendinginkan kabin.
Gambar 1
Prinsip pemanasan kendaraan berbahan bakar tradisional adalah dengan memanfaatkan sisa panas mesin kendaraan untuk memanaskan kabin kendaraan. Pertama, air pendingin bersuhu lebih tinggi yang keluar dari jaket air pendingin mesin memasuki inti udara hangat, dan udara dingin dihembuskan melalui udara hangat melalui kipas. Intinya, udara panas dapat dihembuskan ke dalam kabin untuk memanaskan kabin atau mencairkan es jendela. Setelah air pendingin meninggalkan pemanas, air kembali ke mesin untuk menyelesaikan satu siklus.
1.2 Sistem pendingin udara kendaraan energi baru dan prinsip kerja
Karena perangkat penggerak kendaraan energi baru dan kendaraan berbahan bakar tradisional berbeda, kompresor AC kendaraan berbahan bakar digerakkan oleh mesin, dan kompresor AC kendaraan energi baru digerakkan oleh motor. Oleh karena itu, kompresor AC pada kendaraan energi baru tidak dapat digerakkan oleh mesin, dan akan digunakan kompresor listrik untuk mengompresi zat pendingin. Prinsip dasar kendaraan energi baru sama dengan prinsip dasar kendaraan berbahan bakar tradisional. Mereka menggunakan pelepasan panas kondensasi dan penyerapan panas penguapan untuk mendinginkan kompartemen penumpang. Namun kompresornya diubah menjadi kompresor listrik. Saat ini, kompresor struktur gulir terutama digunakan untuk mengompresi zat pendingin.
Mode pemanasan kendaraan energi baru sangat berbeda dengan kendaraan berbahan bakar tradisional. Karena cara pemanasan kendaraan berbahan bakar tradisional adalah dengan memindahkan sisa panas mesin ke kabin melalui cairan pendingin untuk memanaskan kabin, namun kendaraan energi baru tidak akan ada tanpa mesin. Mesin memanaskan kabin. Oleh karena itu, kendaraan energi baru menggunakan mode pemanas lain untuk memanaskan kabin. Berikut ini adalah beberapa cara pengkondisian udara dan pemanas untuk kendaraan energi baru.
(1) Sistem pemanas semikonduktor: Pemanas semikonduktor terdiri dari komponen dan terminal semikonduktor untuk melakukan fungsi pendinginan dan pemanasan. Dalam sistem ini, termokopel merupakan komponen dasar untuk pendinginan dan pemanasan. Strukturnya ditunjukkan pada Gambar 2. Dua perangkat semikonduktor dihubungkan untuk membentuk termokopel, dan setelah arus DC diterapkan, perbedaan panas dan suhu akan dihasilkan pada antarmuka untuk memanaskan bagian dalam kabin. Keuntungan utama dari pemanas semikonduktor adalah dapat memanaskan kabin dengan cepat. Kerugian utamanya adalah pemanasan semikonduktor menghabiskan banyak listrik. Bagi kendaraan energi baru yang perlu mengejar jarak tempuh, kekurangannya berakibat fatal. Oleh karena itu, tidak dapat memenuhi persyaratan kendaraan energi baru untuk penghematan energi AC. Masyarakat juga perlu melakukan penelitian tentang metode pemanasan semikonduktor dan merancang metode pemanasan semikonduktor yang efisien dan hemat energi.
Gambar 2
1—Lapisan isolasi listrik; 2—Objek yang akan didinginkan; 3—Lembaran logam; 4—semikonduktor tipe-N;5—Lembaran logam; 6—Benda yang dipanaskan; 7—Lapisan insulasi listrik; 8—semikonduktor tipe-P
(2) Pemanasan udara Koefisien Suhu Positif (PTC): Komponen utama PTC adalah termistor, yang dipanaskan oleh kawat pemanas listrik dan merupakan alat yang secara langsung mengubah energi listrik menjadi energi panas. Sistem pemanas udara PTC mengubah inti udara hangat dari kendaraan berbahan bakar tradisional menjadi pemanas udara PTC. Ia menggunakan kipas untuk menggerakkan udara luar untuk dipanaskan melalui pemanas PTC, dan mengirimkan udara panas ke bagian dalam kabin untuk memanaskan kabin. Mengkonsumsi listrik secara langsung, sehingga ketika pemanas dinyalakan, konsumsi energi kendaraan energi baru juga relatif besar.
(3) Pemanas pendingin PTC: Pemanas pendingin PTC dan pemanas udara PTC sama-sama menghasilkan panas melalui konsumsi listrik, namun sistem pemanas air terlebih dahulu menggunakan PTC untuk memanaskan cairan pendingin. Setelah cairan pendingin dipanaskan hingga suhu tertentu, cairan pendingin dipompa ke dalam inti pemanas menukar panas dengan udara di sekitarnya, dan kipas mengirimkan udara panas ke dalam kabin untuk memanaskan kabin. Air pendingin kemudian dipanaskan melalui PTC dan bersirkulasi bolak-balik. Sistem pemanas ini lebih andal dan aman dibandingkan pendingin udara PTC.
(4) Sistem pendingin udara pompa panas: Prinsip sistem pendingin udara pompa panas sama dengan sistem pendingin udara mobil tradisional, namun AC pompa panas dapat mewujudkan konversi pemanasan dan pendinginan kabin. Ia menggunakan katup pembalik empat arah untuk mengubah arah aliran zat pendingin dalam sistem, sehingga mencapai pendinginan. Proses pertukaran panas. Karena AC pompa panas tidak secara langsung mengkonsumsi listrik untuk menghasilkan panas, AC pompa panas lebih hemat energi dibandingkan pemanas PTC. Saat ini, AC heat pump telah diproduksi secara massal di beberapa kendaraan.
