Uma revisão da pesquisa sobre BTMS de veículos de novas energias

1. Visão geral do gerenciamento térmico da cabine de comando (ar condicionado automotivo)

O sistema de ar condicionado é fundamental para o controle térmico do carro. Tanto o motorista quanto os passageiros buscam conforto dentro do veículo. A principal função do ar condicionado automotivo é proporcionar uma condução confortável, ajustando a temperatura, a umidade e a velocidade do ar no interior do carro, além de melhorar o ambiente interno. O princípio de funcionamento dos principais sistemas de ar condicionado automotivos é resfriar ou aquecer o interior do veículo por meio do princípio termofísico de absorção de calor por evaporação e liberação de calor por condensação. Quando a temperatura externa está baixa, o ar aquecido é direcionado para a cabine, evitando que o motorista e os passageiros sintam frio; quando a temperatura externa está alta, o ar em baixa temperatura é direcionado para a cabine, proporcionando uma sensação de frescor. Portanto, o ar condicionado automotivo desempenha um papel crucial no conforto térmico do veículo e na satisfação dos ocupantes.

1.1 Sistema de ar condicionado para veículos de nova energia e princípio de funcionamento
Como os dispositivos de acionamento de veículos de novas energias e veículos a combustíveis tradicionais são diferentes, o compressor do ar-condicionado em veículos a combustíveis tradicionais é acionado pelo motor, enquanto em veículos de novas energias é acionado por um motor elétrico. Portanto, o compressor do ar-condicionado em veículos de novas energias não pode ser acionado pelo motor. Um compressor elétrico é usado para comprimir o fluido refrigerante. O princípio básico dos veículos de novas energias é o mesmo dos veículos a combustíveis tradicionais: a condensação libera calor e a evaporação absorve calor para resfriar o habitáculo. A única diferença é a substituição do compressor por um compressor elétrico. Atualmente, o compressor scroll é o mais utilizado para comprimir o fluido refrigerante.

1) Sistema de aquecimento por semicondutor: O aquecedor por semicondutor utiliza elementos e terminais semicondutores para aquecimento e resfriamento. Nesse sistema, o termopar é o componente básico para aquecimento e resfriamento. Dois dispositivos semicondutores são conectados para formar um termopar e, após a aplicação de corrente contínua, calor e diferença de temperatura são gerados na interface para aquecer o interior da cabine. A principal vantagem do aquecimento por semicondutor é a rapidez com que aquece a cabine. A principal desvantagem é o alto consumo de energia elétrica. Para veículos de novas energias que precisam priorizar a autonomia, essa desvantagem é crucial. Portanto, esse sistema não atende aos requisitos de economia de energia dos sistemas de ar condicionado desses veículos. Assim, torna-se essencial a pesquisa de métodos de aquecimento por semicondutor e o desenvolvimento de um método eficiente e econômico em termos de energia.

2) Coeficiente de temperatura positivoaquecedor de ar (PTC)O principal componente do PTC é o termistor, que é aquecido por um fio de aquecimento elétrico e é um dispositivo que converte diretamente energia elétrica em energia térmica. O sistema de aquecimento de ar PTC consiste em substituir o núcleo de ar quente de um veículo a combustão tradicional por um aquecedor de ar PTC. Um ventilador impulsiona o ar externo para ser aquecido através do aquecedor PTC e, em seguida, envia o ar aquecido para o interior do veículo, aquecendo-o. Como esse sistema consome eletricidade diretamente, o consumo de energia em veículos de novas energias é relativamente alto quando o aquecedor está ligado.

3) Aquecimento de água por PTC:aquecedor de líquido refrigerante PTCAssim como o aquecimento a ar por PTC, o sistema de aquecimento por líquido refrigerante gera calor através do consumo de eletricidade, mas primeiro aquece o líquido refrigerante com PTC até uma determinada temperatura e, em seguida, bombeia-o para o núcleo de ar quente, onde troca calor com o ar circundante. O ventilador, então, envia o ar aquecido para o compartimento, aquecendo a cabine. A água de refrigeração, por sua vez, é aquecida por PTC e circula por meio de um sistema de reciprocidade. Este sistema de aquecimento é mais confiável e seguro do que o sistema de refrigeração a ar por PTC.

4) Sistema de ar condicionado com bomba de calor: O princípio do sistema de ar condicionado com bomba de calor é o mesmo do sistema de ar condicionado automotivo tradicional, mas o ar condicionado com bomba de calor pode realizar a conversão do aquecimento e resfriamento da cabine.