モデルSは、比較的標準的で伝統的な熱管理システムを搭載しています。電動ドライブブリッジのバッテリー加熱または冷却を実現するために、冷却ラインを直列または並列に切り替える4方弁が備えられています。さらに、自由度を高めるために複数のバイパスバルブが追加されています。しかしながら、車両のフロントエンドには依然として複数のヒートシンクが配置されており、標準的な熱管理フレームワークに基づいて調整されていると言えます。
モデル3は2017年の発売時にスーパーボトルと呼ばれるパッケージを搭載していました。システムの原理と全体構造は前世代のモデルSシステムと似ていますが、このスーパーボトルはポンプ、熱交換器、5方弁などを一体化することで、配管と接続部品を簡素化し、重量とスペースを削減しています。これは、モデル3のフレームワークにおける統合的なイノベーションと言えるでしょう。モデルSさらに興味深いのは、このモーターにはハードウェアとソフトウェアの両面で新たな機能が追加され、idiqを積極的に調整してモーターの効率を下げ、熱をバッテリーに伝達できるようになったことです。
の発売後モデルY昨年、この熱管理システムの話題も熱くなりました。エアコンの冷却回路は、車体前部のラジエーターをなくし、水冷前部にラジエーターが1つだけあります。原理については、下の図で簡単に説明しますが、9方弁（オクトバルブ、タコ弁）とエアコン回路内の複数のバルブを介して、10種類の直列・並列および加熱・冷却モードを実現します。同時に、水との熱交換を通じて車体からバッテリーパックに熱を伝達し、バッテリーパックを蓄熱装置として使用し、必要に応じて熱を放出してコックピットを加熱する機能も追加されています。
エアコンシステムのフロントラジエーターをなくすだけでなく、高電圧PTCもなくなり、一般的な低温環境でのヒートポンプ加熱では、極低温の場合は以下の方法で加熱されます。インターネット上の情報によると、高電圧PTCがないにもかかわらず、理論上の加熱エネルギーも7〜8キロワットで、高電圧PTCに匹敵します。ただし、ヒートオフセット機能の効率とモーターの発熱低減効果は確実に失われると推定され、結局、特殊な熱交換器では熱伝導能力が良くありませんが、少なくとも5キロワットに達しても問題ないはずです。
空調システム内のコックピットコンデンサーと蒸発ボックスは同時に動作し、加熱と冷却が同時に相殺され、コンプレッサーの数キロワットのエネルギー消費はシステムに熱をもたらすことに相当し、これはコンプレッサーを高圧PTCとして扱うことに相当し、この特殊な条件下でのCOPはPTCほど良くない可能性があります。
補償には低コストの低電圧 PTC を使用します。
ブロワーファンモーターは、前世代と同様の加熱機能を提供します。 モデル3効率を積極的に下げるモーター。
先代のスーパーボトルから一歩進化し、今回は空調システム、水路冷却システム、熱交換器、タコ足バルブなどが一体化されています。熱管理ユニットは12Vバッテリーを搭載したビームに搭載されており、マンロー社によると、熱管理システムだけで他の多くのモデルと比較して少なくとも15～20kgの軽量化が可能と推定されています。小型ラジエーターやバルブなども追加されるため、カーアンクルはこれは少し過大評価かもしれないと考えていますが、少なくとも10kgの軽量化は実現しており、かなりのスペース節約になります。
昨年、モデル3の発売から3年後、モデルYからモデル3にもシステムが移植されました。一部のネットユーザーは、周囲温度が約0度の場合、アップグレードされた高速バッテリーの消費電力は、すでに効率的なモデル3の旧バージョンよりも約7%低いことを測定しました。この結果は、ヒートポンプの有無にかかわらず、他のモデルとの比較結果と似ていますが、システムの重量とスペースはヒートポンプを搭載した他のモデルよりも小さくなっています。もちろん、これは単なるテストであり、多くの環境要因があります。
テスラの熱管理システムは、わずか数年でモデルSからモデル3、そしてモデルYへ同社は古いモデルをアップグレードするためにフィードバックしてきました。しかし、このシステムの限界についてオンラインではほとんど議論されていません。空調システムは熱交換のために水や外界を通過する必要があるため、特定の条件下ではシステムの効率が制限されると考えています。結局のところ、このシステムのサブシステムは互いに非常に依存しており、それぞれのモードにおける自由度は限られています。しかし、全体としては、このシステムは失うものよりも得るものの方が大きいのです。
進化の次のステップとしては、各コンポーネントのサイズと選定のさらなる最適化に加え、冷温相殺条件における空調システムの効率向上、そして制御の強化による自由度と分離性の向上などが考えられます。例えば、熱伝導効率の向上により、暖房・冷房相殺条件における暖房効率をPTCに可能な限り近づけます。もう一つは、バルブ制御の強化により、2つのシステムをより柔軟に分離することができます。しかし、これはあくまでも推測であり、ショートボードの根本原因を突き止め、最適化するには、多くのシミュレーションと実際のデータ分析が必要です。
インターネット上には-30度程度の測定動画がいくつかあり、問題は大きくありませんが、長時間放置するというテストが難しい過酷な条件では影響が出る可能性があります。しかし、このような状況も、携帯電話アプリの予熱機能によって緩和され、ソフトウェア機能によってハードウェアである程度補うことができます。また、低温が一晩続いた後はガラスが凍結し、一部の地域では、道路上で車を運転する際にガラスの視界を確保するよう交通規制が敷かれています。そのため、自動車会社は、ユーザーがDuty Cycleをエンジニアリング設計の目標として合理的に使用するよう開発する必要があり、Duty Cycleの定義が正確でなければ、最初から失敗に終わります。
投稿日時: 2023年10月14日