Během zimního řízení bude mnoho majitelů automobilů čelit zdánlivě protichůdné volbě: bude používat a ohřívač aut zvýšit spotřebu paliva? Za touto otázkou je složitá interakce termodynamických principů, designu inženýrství vozidel a návyků chování uživatelů.
1. pracovní princip a charakteristiky spotřeby energie v systému topení
Ohřívací systém tradičního palivového vozidla je v podstatě „zařízení pro zotavení tepla odpadního tepla“. Její základní zdroj tepla pochází z chladicí kapaliny motoru. Když provozní teplota motoru dosáhne prahu 80-90 ℃, chladicí kapalina protéká nádrží na vodu topení a dmychadlo posílá vyhřívaný vzduch do vozu. Teoreticky tento proces přímo nekonzumuje další palivo. Výzkum Ministerstva energetiky USA (DOE) však ukazuje, že v prostředí nízké teploty mínus 6 ℃ je čas potřebný k dosažení normální provozní teploty o 40% delší než čas v normálním teplotním prostředí. Během tohoto období vede zvýšení vstřikování paliva k významnému zvýšení spotřeby paliva. Pokud je topení v tuto chvíli zapnuto příliš brzy, bude prodloužena doba zahřívání motoru, což nepřímo ovlivní spotřebu paliva.
2. kvantitativní analýza spotřeby paliva
Testovací údaje SAE (Společnost automobilových inženýrů) v roce 2021 ukázala, že v prostředí -10 ℃ vozidlo okamžitě zapnulo topení po chladném startu a spotřeba paliva se zvýšila o 1,2-1,8 litru na 100 kilometrů; Když byl motor plně předehřát a byl použit ohřívač, spotřeba paliva se zvýšila pouze o 0,3-0,5 litru. Tento rozdíl je způsoben strategií kompenzace teploty v řídicí jednotce motoru (ECU): při nízkých teplotách zvýší ECU objem vstřikování, aby udržel stabilitu nečinnosti, zatímco tepelné zatížení systému ohřívače zpozdí nárůst teploty chladicího kapaliny, což bude po dlouhou dobu v bohatém olejovém stavu.
Stojí za zmínku, že systém tepelného řízení elektrických vozidel (EV) představuje různé vlastnosti. Test Teslyho modelu Y 2023 ukázal, že při použití klimatizace tepelného čerpadla pro vytápění je výletní rozsah snížen asi o 18%; Pokud se spoléhá výhradně na elektrické vytápění PTC, může ztráta výletního rozsahu dosáhnout 30%. To nám připomíná rozlišování mezi typy energetických systémů při diskusi o spotřebu paliva.
3. optimalizace použití technologických strategií
Na základě výše uvedené analýzy se doporučuje přijmout fázovou strategii pro správu teploty: při počátečním zahájení vozidla by se mělo být nejprve použito lokálního topného zařízení, jako je zahřívání sedadel a vytápění volantu (napájení je obvykle méně než 100 W), a teplý vzduch by měl být postupně zapnutý po dosažení teploty chladicí kapaliny 60 ° C. Pokusy Bosch v Německu ukázaly, že tato metoda může snížit komplexní spotřebu paliva v zimě o 7-12%.
Pravidelná údržba je také kritická. Ucpaný filtr klimatizace zvýší zatížení dmychadla o 15%, což povede k vyšší rychlosti pro udržení objemu vzduchu; Účinnost vedení tepla chladicí kapaliny stárnutí (není nahrazena po dobu delší než 5 let) snižuje o 20%. Tyto skryté faktory zvýší spotřebu paliva. Kanadský průvodce kanadským ministerstvem dopravy doporučuje kontrolovat systém cirkulace vodní nádrže s ohřívačem každých 20 000 kilometrů, aby se zajistilo, že tok chladicí kapaliny není menší než 85% návrhové hodnoty.
4. technologické inovace a budoucí trendy
Nové systémy pro správu tepelného řízení prokládají tradiční omezení. Technologie „Inteligentní tepelné správy“ společnosti BMW může zkrátit dobu zahřívání motoru o 30% prostřednictvím elektronických vodních čerpadel a kontroly teploty zóny; Zařízení pro zotavení výfukového tepla Toyota může poskytnout další 5kW tepelné energie; A sluneční střešní systém společnosti Hyundai může poskytnout 40% pomocnou energii pro vytápěcí systém za slunečné dny. Tyto inovace dokazují, že technologický pokrok přetváří hranice energetické účinnosti zimního řízení.