Как работает кондиционер в электромобиле
Перейти к содержимому

Как работает кондиционер в электромобиле

  • автор:

Насколько сильно климат-контроль влияет на запас хода электромобиля?

Отопление или кондиционирование в электромобиле имеют большое значение. В первую очередь из-за того, что общее количество энергии в электрическом авто намного меньше, чем в обычном бензиновом автомобиле. Каждая затраченная частица энергии оказывает существенное значение на дальность поездки. В отличие от автомобиля, работающего на бензине, где отработанное тепло двигателя используется для обогрева салона без существенного влияния на эффективность, тепло электромобиля или кондиционера поступает непосредственно от аккумулятора. Иными словами – источник движения и уровня комфорта в электромобиле один.

https://elcars-club.ru/

Как сильно использование кондиционера влияет на дальность пробега в электромобиле

На испытательном полигоне ТЕСЛА собирались данные без вмешательства таких факторов, как перепад высот и дорожное движение – реальных препятствий для тестирования.

Чтобы посмотреть, как использование тепла повлияет на дальность поездки, провели три теста на скорости 70 миль в час. В одной поездке был выключен кондиционер в автоматическом режиме и ограниченной температурой, в другой – с включенным на полную мощность кондиционером. Это было единственное отличие, все остальные показатели (температура окружающей среды, скорость перемещения, шины и т.д.) одинаковые.

Базовое потребление при полностью отключенном кондиционировании воздуха составило 344 Вт*ч/милю, что подразумевает возможную дальность поездки где-то в 234 мили. При езде с климат-контролем в автоматическом режиме, авто потребляло энергию со скоростью 402 Вт*ч / милю, что всего на 17 % меньше, чем при пробеге без кондиционера. При таком расходе топлива прогнозируемая дальность поездки составит до 200 миль. При работе кондиционера в полную мощность расход составил 466 Вт*ч/миль – что равнозначно поездке на 173 мили.

Тем не менее, тепловые насосы становятся доступными во все большем количестве электромобилей, включая Nissan Leaf, Kia Niro EV, Audi e-tron и Jaguar I-Pace. Только что выпущенная Tesla Model Y .

Как обогревается и охлаждается электромобиль

https://elcars-club.ru/

Конечно же у каждого производителя своя система обогрева. Однако, можно выделить самые распространенные способы нагрева электромобиля:

  • обогрев резистивными элемента мощностью до 6 кВт.
  • берётся тепло от электродвигателя и преобразователя.
  • ИК.
  • специальные спирали, оснащенные вентилятором.

В зависимости от типа нагревателя, в холодное время года авто можно нагреть за 6-10 минут.

Охлаждение осуществляется с помощью испарительных пластин, которые регулируют температуру не только воздуха в салоне, но и самой батареи. Кондиционер – одна из трех причин расхода энергии высоковольтной батареи.

https://elcars-club.ru/

Как привезти электромобиль

Чтобы купить электромобиль с доставкой из Китая, свяжитесь с нами по контактам ниже или закажите обратный звонок. Компания Elcars-club проконсультирует вас по вопросам покупки и доставки электромобилей из Китая. Все электромобили проходят предпродажную подготовку.

Как работает кондиционер в электромобиле

Для начала вспомним, за счёт чего в машине нагревается салон. На автомобилях с ДВС система обогрева устроена невероятно просто – она работает за счёт системы охлаждения бензинового или дизельного двигателя. Горячая охлаждающая жидкость, проходящая через рубашку блока цилиндров мотора, движется по патрубкам в радиаторы — основной (системы охлаждения двигателя) и радиатор отопителя (который находится в салоне автомобиля). Через последний небольшим вентилятором прогоняется поступающий в салон автомобиля воздух. Подогретые горячим радиатором воздушные потоки распределяются по воздуховодам и создают внутри автомобиля комфортную температуру.

Почти никакого дополнительного расхода энергии такое устройство не требует. Всё, что нужно, — запитать электричеством вентиляторы обдува. В некоторых случаях – помочь машине прогреть салон за счёт электрических подогревателей, работающих в момент, когда мотор ещё слишком холоден. Перерасход бензина или дизеля получается ничтожным. Необходимая для продувки воздуха через радиатор электроэнергия получается автономно – от связки генератор/аккумулятор.

В случае с электрокарами всё обстоит куда сложнее. Никакого двигателя внутреннего сгорания в них попросту нет, а значит, получить источник почти халявного тепла не так-то просто. Электромотор при работе выделяет ничтожное количество тепла – взять с него почти нечего. Конечно, можно нашпиговать автомобиль электрическими спиралями. Вот только питаться они будут от всё той же тяговой батареи, сокращая величину и без того небольшого выбега на одной зарядке. К примеру, на популярном американском электрокаре Tesla Модель S на отопление салона при холодной трансмиссии путём нагрева резистивных нагревателей идёт до 6 кВт. Чудовищная цифра!

Впрочем, и у электрокаров есть свои фишки. На той же самой Tesla после нагрева трансмиссии отопление салона происходит посредством циркуляции охлаждающей жидкости. По аналогии с обычными автомобилями, забирается вторичное тепло, полученное от двигателя и преобразователя. Уже это даёт гигантскую разницу в потребляемой системой мощности – для поддержания температуры в салоне требуется 1-2 кВт электроэнергии.

Разумеется, и такая система вряд ли тянет на звание инновационной, совершенной и эффективной. Она в любом случае проигрывает системе отопления любого обычного автомобиля, работающего на бензине или дизеле, поскольку потребляет изрядный процент заряда батареи.

Вот почему в более совершенных электрокарах используется иная схема отопления, которую уже можно отнести к разряду инновационных. Работает она по принципу теплового насоса. Энергия для обогрева салона берётся не только от батареи или двигателя, но и извне. Вернее, из воздуха. Даже холодный забортный воздух, как известно, обладает некоторым запасом энергии, которую можно применить на благо.

Функционирует система следующим образом. Холодный газообразный теплоноситель сжимается компрессором до высокого давления – его температура растёт. Затем сжатый теплоноситель идёт в радиатор отопителя и отдаёт тепло в салон. После этого теплоноситель проходит через расширительный клапан, в результате чего его температура вновь резко падает. Охлаждённый теплоноситель разделяется сепаратором на жидкую и газообразную фракции. Газовая часть становится экстремально холодной, после чего попадает в теплообменник, обдуваемый забортным воздухом. Часть тепловой энергии наружного воздуха абсорбируется. После этого теплоноситель опять сжимается компрессором и передаёт тепло в салон. Цикл происходит замкнуто.

Иными словами, это то же самое, что и обычный кондиционер. Правда, работает он как бы наоборот. Электрической энергии для реализации данной схемы нужно относительно немного. Это увеличивает запас хода электрокара при включённой печке и снижает нецелевые потери электрической энергии. Тепловой насос есть, к примеру, на Tesla Model Y. А вот в Model S, Model X и Model 3 отыскать его, увы, не получится.

Существуют и другие, не менее интересные технологии прогрева салона электрокара. Немецкий бренд BMW, к примеру, уверен, что решить проблему может инфракрасное отопление. С его помощью согреваются, прежде всего, сами пассажиры, а не окружающие их предметы. Направленные лучи тепла действуют на людей: согреться можно всего за одну минуту. Тепловая энергия переносится только в том случае, если электромагнитная волна столкнется с предметом. По сравнению с воздушным отоплением инфракрасное отопление экономичнее на 30%. Как самостоятельная система инфракрасное отопление использоваться вряд ли может, однако как вспомогательная — вполне.

Будущее не за горами: электрические компрессоры кондиционера DENSO

Гибридные и электромобили отвоевывают себе все больше места на дорогах. Многие системы таких автомобилей приходится конструировать с серьезной оглядкой на новую силовую установку. К числу таких систем относится и система кондиционирования. В гибридных и электрических автомобилях она должна охлаждать не только салон автомобиля, но и тяговую аккумуляторную батарею. Поэтому к надежности системы кондиционирования для электромобилей предъявляются особые требования — при выходе кондиционера из строя продолжать поездку может быть опасно из-за риска перегрева батареи.

Принцип работы и устройство

Обычные компрессоры приводятся в действие ременным приводом от двигателя. Однако электромобили таким приводом не обладают, а бензиновый двигатель гибрида нельзя нагружать еще и вращением приводного компрессора. Поэтому с 2003 г. компания DENSO производит электрические компрессоры кондиционера как раз для электромобилей и гибридов.

Такой компрессор состоит из:
Узла компрессора, сжимающего хладагент. Используется компрессор спирального типа.
Электродвигателя переменного тока для приведения компрессора в действие.
Инвертора, питающего электродвигатель. Инвертор преобразует постоянный ток от высоковольтной аккумуляторной батареи в переменный ток для питания электродвигателя. Электронный блок управления (ЭБУ) системы кондиционирования подает управляющие сигналы на инвертор для управления частотой вращения электрического компрессора. В последнем поколении электрических компрессоров DENSO инвертор встроен в электродвигатель, что уменьшает вес и размеры компонента, а значит, экономит подкапотное пространство.
Маслоотделителя. Компрессорное масло может снизить эффективность системы кондиционирования, поэтому для отделения масла из циркулирующего хладагента используется маслоотделитель.

Преимущества электрических компрессоров

Электрические компрессоры DENSO обладают рядом преимуществ, подходящих к концепции новейших силовых установок. Традиционный приводной компрессор вращается с постоянной частотой, зависящей от оборотов двигателя, которая часто бывает избыточна. Благодаря электронному управлению оборотами электродвигателя электрический компрессор работает только тогда, когда он нужен, и ровно настолько, насколько нужен.

Это в значительно меньшей степени отбирает мощность от двигателя и экономит заряд тяговой батареи на многих режимах работы кондиционера.

Такая «независимость» дает и второй серьезный плюс — возможность поддерживать комфортный климат в салоне даже во время стоянки с выключенным двигателем. А новейшая конструкция компрессора, разработанная DENSO, обеспечивает меньший уровень шума по сравнению с предыдущими моделями при неизменной холодопроизводительности.

Это способствует созданию комфортной атмосферы без раздражающего шума, что особенно актуально для практически бесшумных электромобилей.

Перспективы развития

Достоинства компрессоров кондиционера DENSO с электроприводом весьма очевидны, когда речь идет о гибридных авто и электромобилях. Не меньшим количеством плюсов такая конструкция обладает, будучи установленной на «мягкий» гибрид (с ременным приводом мотор-генератора).

Учитывая тот факт, что по прогнозам специалистов «мягкий» гибрид в ближайшие десятилетия вытеснит традиционный ДВС из-под капота легковых машин, можно с уверенностью сказать, что количество электрических компрессоров кондиционера будет только расти.

А как вы относитесь к набирающей ход электрификации? Когда-нибудь рассматривали для себя приобретение хотя бы гибридного автомобиля?

Что такое тепловой насос в электромобиле и зачем он нужен? ⁠ ⁠

Чтобы снизить расход электричества на отоплении, некоторые электромобили имеют специальную конструкцию кондиционера, которая называется «тепловой насос» .

КПД теплового насоса, как нагревателя, больше 100%, поэтому, на единицу потраченной электроэнергии, получается более единицы тепла. Основная задача теплового насоса – экономить заряд батарей при отоплении салона.

Что такое тепловой насос в электромобиле и зачем он нужен? Техника, Электромобиль, Транспорт, Электричество, Изобретения

При работе происходит следующее: хладагент по температуре сравнивается с температурой воздуха снаружи автомобиля, после чего насос сильно сжимает этот хладагент и его температура от сжатия повышается. Далее горячий хладагент проходит через радиатор печки, отдавая тепло в салон, и остывая до температуры воздуха в салоне. После этого хладагент попадает с специальный испаритель, расширяется, давление падает и хладагент сильно остывает. После чего цикл повторяется – остывший хладагент выводится в наружный радиатор, сравнивается по температуре с окружающим воздухом (нагревается), и далее сжимается насосом, чтобы поднять температуру хладагента еще выше.

Тепловой насос позволяет увеличить пробег электромобиля за счет экономии электричества на отоплении. Однако, есть у него и недостатки:

Тепловой насос теряет эффективность с понижением температуры воздуха. При -15 он уже не работает совсем.

Тепло в салон подаётся за счёт наружного воздуха, который уже и так имеет низкую температуру и испаритель насоса может обмерзать. Тепловой насос резко теряет эффективность, и автоматика его отключает. При высокой влажности воздуха, такое случается довольно часто.

Так как в машине для отопления задействуется штатный кондиционер, он не может одновременно охлаждать и нагревать воздух. Как следствие, при высокой влажности воздуха стёкла в салоне могут запотевать.

Вся эта система издаёт заметный шум.

При температуре воздуха снаружи авто ниже -10 тепловой насос стремительно теряет эффективность, а при температуре ниже -15 перестает работать

33 поста 28 подписчиков

Правила сообщества

Можно делиться опытом владения электромобилем, можно делится новостями электромира, можно задавать любые вопросы на электротему.

Расчет КПД теплового насоса может привести к абсурдным значениям, когда он будет больше 100%. Стандартная формула вычисления КПД некорректна и ошибкой обычно является неучтенный источник энергии (воздух, вода или грунт). У тепловых насосов 2 источника энергии — это электричество и внешний источник тепла (энергия воды, грунта, воздуха), а обычные формулы учитывают только электроэнергию, поэтому получаются значения больше 100%.

Некорректный расчет КПД тн:

потребление электричества 2 КВт;

отдает в систему 5 Квт;

из внешнего источника 6 Квт.

Pпотр./Pсети = 5/2 = 2,5

Такой расчет неправильный, так как здесь нет данных второго источника энергии.

Корректный расчет КПД тн:

Pпотр. /(Pсети + Pист.) = 5 /(2 + 6) = 0,63

Узнать количество низкопотенциальной энергии довольно затруднительно, что и приводит к ошибке.

Чтобы избежать неправильных расчётов были введены специальные коэффициенты:

COP — определяет во сколько раз тепловая энергия, которую получил потребитель, превышает количество работы необходимой для переноса тепла от низкопотенциального источника;

степень термодинамического совершенства — оценивает насколько действительный тепловой цикл насоса приближен к идеальному.

В поисках теплонасоса можно наткнуться на рекламное объявление, содержащее неправильную характеристику устройства. Продавцов, распространяющих подобные данные, следует остерегаться. Ведь заявлять, что КПД теплового насоса составляет 300 – 1000% – не только безграмотно, но и некорректно по отношению к покупателям.

КПД теплового насоса, как нагревателя, больше 100%

ага, ясно понятно

Ну надо же! Холодильник изобрели. 🤣

кпд не бывает условным

Ретропонедельник №115. Выжигатель-гравёр Орнамент-1⁠ ⁠

Начинаем понедельник с нового экспоната в виртуальном музее. Сегодня это выжигатель-гравер Орнамент — 1. Выпускался в Йошкар-Оле на заводе полупроводниковых приборов.

Ретропонедельник №115. Выжигатель-гравёр Орнамент-1 Техника, Познавательно, Сделано в СССР, Изобретения, Технологии, Гаджеты, Йошкар-Ола, Длиннопост

Выжигатель был дома почти у всех. Простое недорогое устройство занимало ребенка и было относительно безопасно — удар электрическим током получить трудно благодаря трансформатору, а нагреватель мал, чтобы получить опасные для жизни ожоги.

В СССР множество заводов выпускало выжигатели. В рубрике ретропонедельников один выжигатель уже был (Ретропонедельник №9. Прибор для выжигания ПВД-3). Зарубежом производство и популярность выжигателей была не столь высока, даже если сейчас поискать зарубежные устройства — это будут устройства полу-кустарной сборки. Современные китайские устройства напоминают паяльник. Если увидите в продаже выжигатель с открытой проволочкой-нагревателем — почти наверняка это отечественное устройство.

Но прибор в этом посте интересен тем, что в комплекте помимо ручки — выжигателя была ручка — электроискровой карандаш.

Ретропонедельник №115. Выжигатель-гравёр Орнамент-1 Техника, Познавательно, Сделано в СССР, Изобретения, Технологии, Гаджеты, Йошкар-Ола, Длиннопост

Ток регулируется просто выбором подходящего гнезда, на которые выведены концы вторичной обмотки трансформатора.

Ретропонедельник №115. Выжигатель-гравёр Орнамент-1 Техника, Познавательно, Сделано в СССР, Изобретения, Технологии, Гаджеты, Йошкар-Ола, Длиннопост

Ретропонедельник №115. Выжигатель-гравёр Орнамент-1 Техника, Познавательно, Сделано в СССР, Изобретения, Технологии, Гаджеты, Йошкар-Ола, Длиннопост

Схема из инструкции для понимания принципа работы

Отдельного внимания заслуживает электроискровой карандаш. Он представляет собой электромагнит, который включается последовательно с рабочим электродом. В результате когда цепь замыкается на гравируемую деталь, электромагнит втягивает якорь, загорается маленькая дуга, металл точечно разрушается. После прекращения тока в цепи пружина возвращает наконечник на место, и цикл повторяется. Требуется сноровка в подборе расстояния и усилия, чтобы карандаш не залипал и гравировал непрерывно.

Ретропонедельник №115. Выжигатель-гравёр Орнамент-1 Техника, Познавательно, Сделано в СССР, Изобретения, Технологии, Гаджеты, Йошкар-Ола, Длиннопост

Таким карандашом можно гравировать металлы любой твердости, включая закаленные. До появления недорогих лазеров это был практически единственный способ штучного нанесения нестираемой маркировки. Инструментальные цеха заводов на изготовленных ими фрезах, метчиках наносили маркировку электроискровым методом, разной степени каллиграфичности.

Ретропонедельник №115. Выжигатель-гравёр Орнамент-1 Техника, Познавательно, Сделано в СССР, Изобретения, Технологии, Гаджеты, Йошкар-Ола, Длиннопост

Слабое место — гибкий медный проводник к подвижному якорю.

Ретропонедельник №115. Выжигатель-гравёр Орнамент-1 Техника, Познавательно, Сделано в СССР, Изобретения, Технологии, Гаджеты, Йошкар-Ола, Длиннопост

Посты дублируются в телеграм, если кому удобнее следить там: https://t.me/serkov_me

Для выпуска 2-нм чипов в условиях санкций Китай построит 150-метровую синхротронную EUV-пушку⁠ ⁠

В условиях запрета на поставку в Китай EUV-сканеров компании ASML, китайским производителям придётся создавать собственные инструменты для литографии в сверхжёстком ультрафиолете для выпуска самых передовых чипов. Поскольку Китай в этом заметно отстаёт, он может выбрать другой путь для достижения цели и, в конечном итоге, может даже превзойти западные технологии. Этим путём обещают стать синхротронные источники света, мощность которых превзойдёт возможности плазменных лазеров ASML.

Для выпуска 2-нм чипов в условиях санкций Китай построит 150-метровую синхротронную EUV-пушку Китай, Производство, Изобретения, Инновации, Процессор, Технологии, Импортозамещение, Техника

По оценкам китайских источников, для формирования EUV-излучения мощностью около 1 кВт потребуется создать накопительное кольцо диаметром от 100 до 150 м (не говоря о вспомогательных установках и строениях). Этой мощности хватит для производства чипов с технологическими нормами до 2 нм. Компания ASML сейчас массово производит передовые литографические EUV-сканеры мощностью до 500 Вт, что обеспечивает выпуск 3-нм чипов. Перед ней также стоит задача разработки более мощных источников EUV-света, которая по сложности не так уж далеко от китайских проектов EUV-«пушки».

Первый советский ноутбук «Электроника МС 1504»⁠ ⁠

Все давно привыкли, что Россия находится далеко позади в сфере производства персональной компьютерной техники. Однако, было время, когда отечественные производители могли конкурировать с лучшими зарубежными аналогами.

Первый советский ноутбук «Электроника МС 1504» Техника, Сделано в СССР, Электроника, Изобретения, Ноутбук, СССР, Гаджеты, 90-е, Фотография, Длиннопост, YouTube, Видео

Пример тому — первый советский ноутбук «Электроника МС 1504», серийное производство которого началось в 1991 году. Несмотря на то, что внешне он — точная копия Toshiba T1100 Plus, все его компоненты, кроме дисководов фирмы TEAS, были разработаны и созданы советскими инженерами. Чем же могла порадовать отечественная электроника того времени? Под крепким пластиковым корпусом умещались: центральный процессор КР1834ВМ86 (аналог Intel 80C86), работающий с частотой 4,77 МГц; 640 килобайт оперативной памяти (ОЗУ); видеоадаптер CGA, выдававший разрешение 640х200 точек и целых 16 цветов; два дисковода флоппи-дисков формфактора 3,5’’, поддерживающие плотность записи 720 килобайт. МС 1504 комплектовался контрастным ЖК-дисплеем, уверенно отображавшим работу операционной системы MS DOS версии 3.2 и при необходимости мог разгонять свой процессор до невероятных 7,16 МГц благодаря кнопочке «Скорость», переводящей работу в режим Turbo. Так почему же полки магазинов не были завалены этим лэптопом? Причиной тому стала политическая и экономическая ситуация в стране, перестройка и последовавший за ней поток «престижных» импортных товаров.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *