Этот пример моделирует систему теплового управления электрического транспортного средства батареи. Система состоит из двух циклов теплоносителя, холодильного цикла и кабины ОВКВ цикла. Тепловой нагрузкой являются батареи, силовой агрегат и кабина.
Два циклов хладагента могут быть соединены вместе в последовательном режиме или храниться отдельно в параллельном режиме с помощью 4-ходового клапана. В холодную погоду циклов теплоносителя находятся в последовательном режиме так, что тепло от мотора нагревает батареи. При необходимости нагреватель может обеспечить дополнительное тепло. В теплую погоду циклов хладагента остаются в последовательном режиме и как батареи, так и силовой агрегат охлаждаются излучателем. В жаркую погоду цикл теплоносителя переключается в параллельный режим и разделяется. Один цикл охлаждает силовой агрегат с помощью излучателя. Другой охлаждает батареи, используя холодильник в холодильном цикле.
Холодильный цикл состоит из компрессора, конденсатора, приемника жидкости, двух расширительных клапанов, охладителя и испарителя. Холодильник используется для охлаждения хладагента в жаркую погоду, когда одного излучатель недостаточно. Испаритель используется для охлаждения кабины транспортного средства при включении кондиционера. Компрессор управляется таким образом, чтобы конденсатор мог рассеивать тепло, поглощаемое как охладителем, так и испарителем.
Цикл ОВКВ состоит из воздуходувки, испарителя, нагревателя PTC и кабины транспортного средства. Нагреватель PTC обеспечивает подогрев в холодную погоду; испаритель обеспечивает кондиционирование воздуха в жаркую погоду. Вентилятор управляется для поддержания заданной заданной температуры в кабине.
Эта модель имеет три настроенных сценария. Сценарий цикла привода моделирует условия вождения в погоде 30 ° C с включенным кондиционером. Скорость транспортного средства основана на NEDC, за которой следует 30 мин высокой скорости, чтобы подтолкнуть тепловую нагрузку батареи. Сценарий охлаждения моделирует стационарное транспортное средство в погоду 40 ° C с включенным кондиционером. Наконец, сценарий холодной погоды моделирует условия вождения в погоде -10 ° C, что требует нагревателя аккумулятора и нагревателя PTC для прогрева батарей и кабины соответственно.
Эта подсистема настраивает условия окружения и входы в систему для выбранного сценария. Потребность в токе батареи и тепловой нагрузке силового агрегата зависят от скорости транспортного средства на основе табличных данных.
Эта подсистема состоит изо всех контроллеров для насосов, компрессора, вентилятора, вентилятора и клапанов в тепловой системе управления.
Четырехходовой клапан в этой подсистеме управляет тем, работает ли цикл хладагента в параллельном или последовательном режиме. Когда порты А и D соединяются и порты C и B соединяются, они находятся в параллельном режиме. Два циклов хладагента разделяются собственными баками хладагента и насосами.
Когда порты А и B соединяются и порты C и D соединяются, они находятся в последовательном режиме. Два циклов хладагента объединяются, и два насоса синхронизируются, чтобы обеспечить одинаковую скорость потока жидкости.
Этот насос управляет циклом хладагента, который охлаждает зарядное устройство, двигатель и инвертор.
Эта подсистема моделирует рубашку хладагента вокруг зарядного устройства, которое представлено источником тепловой скорости потока жидкости и тепловой массой.
Эта подсистема моделирует рубашку хладагента вокруг двигателя, которая представлена источником тепловой скорости потока жидкости и тепловой массой.
Эта подсистема моделирует рубашку хладагента вокруг инвертора, который представлен источником тепловой скорости потока жидкости и тепловой массой.
Излучатель является прямоугольным трубчатым теплообменником, который рассеивает тепло хладагента к воздуху. Воздушный поток управляется скоростью транспортного средства и вентилятором, расположенным позади конденсатора.
В холодную погоду излучателя обходят, чтобы тепло от силового агрегата можно было использовать для прогрева батарей. Это управляется трехходовым клапаном, который либо отправляет хладагент в излучателя, либо обходит излучателя.
Этот насос управляет циклом хладагента, который охлаждает батареи и преобразователь постоянного тока.
Охладитель принят в качестве кожухотрубного теплообменника, который позволяет хладагенту поглощать тепло от хладагента.
Охладитель работает в режиме включения-выключения в зависимости от температуры батареи. Этим управляет трехходовой клапан, который либо отправляет хладагент в холодильник, либо обходит охладитель.
Нагреватель батареи моделируется как источник тепловой скорости потока жидкости и тепловая масса. Его включают в холодную погоду, чтобы довести температуру аккумулятора до 5 oC.
Эта подсистема моделирует рубашку хладагента вокруг преобразователя постоянного тока, который представлен источником тепловой скорости потока жидкости и тепловой массой.
Батареи моделируются как четыре отдельных пакета, окруженных рубашкой с охлаждающей жидкостью. Блоки батарей генерируют напряжение и тепло на основе потребности в токе. Хладагент протекает в узких каналах вокруг блоков батарей.
Каждый блок батарей моделируется как стек литий-ионных камер, связанных с тепловой моделью. Тепло генерируется на основе потерь степени в камерах.
Компрессор управляет потоком в цикле хладагента. Выдерживают давление 0,3 МПа в холодильнике и испарителе, что соответствует температуре насыщения около 1 ° С.
Конденсатор представляет собой прямоугольный теплообменник трубчатого и плавникового типа, который рассеивает тепло хладагента к воздуху. Воздушный поток управляется скоростью транспортного средства и вентилятором. Приемник жидкости обеспечивает хранение хладагента и позволяет только переохлажденной жидкости течь в расширительные клапаны.
Этот расширительный клапан измеряет поток хладагента к охладителю для поддержания номинального перегрева.
Этот расширительный клапан измеряет поток хладагента к испарителю, чтобы поддерживать номинальный перегрев.
Испаритель представляет собой прямоугольный трубчато-плавниковый теплообменник, который позволяет хладагенту поглощать тепло от воздуха. Он также осушает воздух, когда воздух влажный.
Вентилятор управляет воздушным потоком в цикле ОВКВ. Он управляется, чтобы поддерживать уставку температуры в кабине. Источник воздуха может поступать из окружения или из рециркулируемого воздуха кабины.
Рециркуляционная заслонка моделируется как два ограничения, действующие противоположным образом, чтобы окружение воздух или воздух в вентилятор.
Нагреватель PTC моделируется как источник тепловой скорости потока жидкости и тепловая масса. Он включается в холодную погоду, чтобы обеспечить обогрев кабины транспортного средства.
Салон транспортного средства моделируется как большой объем сырого воздуха. Каждый человек в транспортное средство является источником тепла, влаги и CO2.
Эта подсистема моделирует тепловые сопротивления между интерьером кабины и внешним окружением.
Следующая область показывает скорость транспортного средства, теплоотдачу, температуру кабины, температуру компонента и команды управления для сценария цикла привода. В начале цикл теплоносителя находится в последовательном режиме. Примерно через 1100 с он переключается на параллельный режим, и холодильник используется для поддержания аккумуляторов ниже 35 ° С.
