| Popis: |
I detta examensarbete simuleras ett värmehanteringssystem i Matlab Simulink för en elektrisk lastbil, det för att värmehantera fordonets klimat. Där en värmepump används för nedkylning av kupé och batteri samt en PTC (elektrisk värmare) för uppvärmning av detsamma. Värmepumpen fungerar genom att kompressorn förångar R-134a kylmedlet i systemet som sedan omvandlas till vätska vid nedkylning av kondensorn som utbyter energi med omgivande luften. Vätskan skickas vidare till en mottagare som filtrerar kylmedlet för att sedan överföras till en expansionsventil som kontrollerar trycket i systemet. Vätskan går sedan till evaporatorn för att kylas ned av ett utbyte med varmare omgivande luft från kupén, därefter börjar nedkylningsproessen om. PTC värmaren har en passiv uppvärmningsfunktionaliteten som tar emot ström genom ett motstånd och värmer komponenten med hjälp av en vattencykel. Batteriets räckvidd minskar vid fel temperaturer därav kan batteriets temperatur kontrolleras i drift. Det för att teoretiskt öka räckvidden på fordonet genom att ha batteriet vid en mer gynnsam temperatur. En förstudie genomförs där data samlas in för att sedan modellera och redovisa simulerade resultat som åstadkoms för olika scenarion med uppvärmning och nedkylning. Det visar sig att systemets batteri tar för lång tid vid nedkylning och uppvärmning på grund av dess stora massa. Detta då batteriet inte når måltemperaturen under simuleringens gång som körs i 1 timme och därav inte efter komforttiden som är 10 minuter. Vidare når kupéns delar önskad temperatur inom simuleringstiden förutom under kupéns nedkylning där taket kyls långsammare än önskat. Den enda delen av kupén som uppnår komforttiden är kupéns sidor vid uppvärmning. Vilket betyder att optimeringar på systemet bör tillämpas för att åstadkomma bättre och mer realistiska resultat. In this thesis, a thermal management system is simulated in Matlab Simulink for an battery electric truck, in order to thermally manage the vehicle's climate. A heat pump is implemented to cool down the cabin and battery while a PTC (electric heater) is implemented to heat the systems respectively. The heat pump works by the compressor vaporizing the R-134a refrigerant in the system, which is then converted to liquid when cooled by the condenser, which exchanges energy with the surrounding air. The liquid is sent further to a receiver that filters the refrigerant and is then transferred to an expansion valve that controls the pressure in the system. The liquid then goes to the evaporator to be cooled by an exchange with warmer ambient air from the vehicle cabin, after which the cooling process begins again. The PTC heater has a passive heating functionality that receives current through a resistor and heats the component using a coolant loop. The battery's range is reduced at incorrect temperatures, therefore the battery's temperature can be checked during operation. This is to theoretically increase the range of the vehicle by having the battery at a more favorable temperature. A pre-study is carried out where data is collected to then model, and present simulated results that were achieved for different scenarios with heating and cooling. It turns out that the system's battery takes too long to cool down and warm up due to its large mass. This is because the battery does not reach the target temperature during the course of the simulation, which is run for 1 hour, and therefore not after the comfort time which is 10 minutes. Furthermore, the parts of the cabin reach the desired temperature within the simulation time, except during the cooling down of the cabin, where the roof cools more slowly than desired. The only part of the cabin that achieves the comfort time is the sides of the cabin when heated. Which means that optimizations to the system should be applied in order to achieve better and more realistic results. |
