Válvulas modulares
Diseñado para dar Gestión Térmica Equipos de Ingeniería Flexibilidad y Confianza al considerar los requisitos de energía de los sistemas de gestión térmica
Dennis Jensen, Chad VanRens, Dominic Petri, Michael Osvatic
A medida que los vehículos dentro y fuera de carretera continúan aprovechando las nuevas tecnologías que les permiten ser más eficientes en términos de energía y flamable, la gestión térmica se ha convertido en una consideración clave en el diseño. Las diferentes arquitecturas de vehículos (motor de combustión interna (ICE), eléctrico (EV), híbrido eléctrico (HEV) y pila de flamable de hidrógeno (HFCV) – tienen diferentes necesidades de refrigeración. Esto significa que podrían necesitar sistemas y componentes de gestión térmica significativamente diferentes.
Cuando se trata de vehículos eléctricos y de pila de flamable, e incluso de algunos vehículos ICE más nuevos, ha habido una migración de los termostatos de motor de cera a válvulas controladas eléctricamente. Estas válvulas pueden ser altamente especializadas y, como resultado, hay muy poca estandarización a la que puedan recurrir los equipos de diseño cuando llega el momento de especificar componentes de gestión térmica.
Una de las consideraciones que deben abordar los equipos de diseño es cómo distribuir el refrigerante a los distintos sistemas del vehículo. Es posible que tengan que decidir si un colector centralizado o un conjunto de válvulas distributivas sería la mejor opción para un diseño de vehículo en explicit. También deben considerar los requisitos de energía del sistema de gestión térmica junto con las demandas de otros sistemas del vehículo: ¿necesitará el sistema 12 o 24 V CC? También deberán decidir qué estrategia de management será la mejor opción para operar la válvula o el colector y si se requiere o no retroalimentación.
Después de tomar todas estas decisiones de diseño, no es raro que las especificaciones de varios sistemas del vehículo cambien a medida que se desarrolla el proceso de diseño y desarrollo del vehículo. En el caso de un sistema de gestión térmica que utiliza válvulas controladas eléctricamente, los cambios en el sistema eléctrico del vehículo o las demandas de management de flujo, que pueden incluir cambios en el caudal, el tamaño de los puertos y el número de rutas de flujo de fluido, pueden ser complejos y costoso, especialmente si ya se ha seleccionado una fuente para la válvula. Es posible que sea necesario encontrar una nueva fuente y luego probablemente sea necesario rehacer la validación y las pruebas.
Tecnologías TLX ha desarrollado su familia de productos de válvulas modulares específicamente para aplicaciones de movilidad, compatibles con vehículos eléctricos, HEV y HFCV. Las válvulas de esta familia de productos están diseñadas para brindar a los equipos de ingeniería la mayor flexibilidad, de modo que los cambios en los caudales, tamaños de puertos, rutas de flujo, requisitos de energía o estrategias de management no requieran un rediseño completo del sistema o la adquisición de una nueva válvula. . Las válvulas de la familia de productos de válvulas modulares de TLX pueden manejar todos estos cambios.
La familia de productos de válvulas modulares de TLX incluye actualmente su válvula de conmutación de 3 vías y su válvula de conmutación de 4 vías. Estas válvulas de alto flujo se pueden especificar con tamaños de puerto SAE de hasta 25,4 mm y cuentan con una ruta de flujo eficiente con baja caída de presión y mínima fuga de flujo cruzado.
Al desarrollar estas válvulas, los ingenieros de TLX se centraron en la demanda de la industria de una solución que pudiera adaptarse para satisfacer los cambios en los requisitos del sistema. Tomaron ese tema y lo trabajaron en cada aspecto de esta familia de productos de válvulas.
Period lógico diseñar válvulas que pudieran soportar el funcionamiento tanto de 12 como de 24 V CC. Los componentes de la placa de circuito que pueden manejar este rango de voltaje están fácilmente disponibles, por lo que hacer que las válvulas se adapten a cualquiera de los requisitos de voltaje fue uno de los primeros pasos para hacer que esta familia de productos sea adecuada para la gama más amplia posible de requisitos.
También period importante ofrecer flexibilidad en la elección de estrategias de management. Si bien algunos sistemas pueden requerir la estrategia más easy de modulación de ancho de pulso (PWM), otros pueden necesitar la estrategia más compleja de pink de interconexión native (LIN). Este último protocolo permite que el módulo de management del vehículo recopile información que incluye la posición de la válvula, la temperatura de la placa de circuito y otros eventos históricos, como incidentes de sobrecorriente, para confirmar los parámetros de operación del sistema y ayudar a diagnosticar problemas potenciales. Los clientes de TLX pueden elegir la estrategia de management que mejor se adapte a los requisitos de su sistema.
El siguiente desafío fue hacer que las válvulas se adaptaran al tamaño del puerto que el sistema de gestión térmica pudiera requerir sin la necesidad de diseñar una válvula completamente diferente. Simplemente cambiando los insertos para los puertos en los moldes del cuerpo de la válvula durante la producción, el cuerpo de la válvula se puede moldear para una variedad de tamaños de puerto sin ningún cambio en los componentes internos de la válvula. Hay casos limitados en los que puede ser necesario un rediseño de la válvula, como la necesidad de un tamaño de puerto tan pequeño que el diseño precise de la válvula tendría un rendimiento excesivo y sería demasiado grande para los requisitos de la aplicación, o si un tamaño de puerto mayor que 25,4 mm. fueron requeridos. En tales casos, la tecnología de válvulas existente podría aprovecharse fácilmente para un nuevo diseño de válvula, limitando el riesgo, el costo y el tiempo de comercialización.
La flexibilidad no fue el único aspecto en el que se centró el equipo de TLX. También querían que las válvulas de esta familia de productos tuvieran las mejores características de rendimiento posibles. Parte de esto significó hacer que las válvulas fueran energéticamente eficientes. Estas válvulas no requieren energía constante para mantener una posición ordenada. También cuentan con rutas de flujo altamente eficientes, lo que les permite incurrir en una pérdida mínima de energía al redirigir y controlar la ruta del flujo de fluido. Esto también significa que una bomba de refrigerante debería poder soportar los requisitos de gestión de fluidos del sistema con menos energía. Estas características se combinan para reducir el consumo normal de energía del vehículo y mejorar el kilometraje o la autonomía, independientemente del tipo de flamable del vehículo.
Finalmente, esta familia de productos de válvulas modulares ayuda a los equipos de diseño de OEM a diseñar un sistema de gestión térmica predecible y controlable. Casi todas las válvulas sufren alguna fuga interna, y esta fuga puede dificultar el management preciso del flujo. Las válvulas de esta familia de productos pueden funcionar con fugas de derivación muy bajas y previsiblemente consistentes, lo que cut back la cantidad de desafíos que enfrentan los equipos de diseño al desarrollar un sistema con el management de flujo necesario.
Los cambios en las especificaciones de una válvula de gestión térmica durante el desarrollo de un vehículo pueden resultar costosos y llevar mucho tiempo, especialmente si la válvula ya ha sido obtenida, probada y validada. La flexibilidad que ofrece la familia de productos de válvulas modulares de TLX Applied sciences puede dar a los equipos de diseño de sistemas de gestión térmica la confianza de que podrán obtener una válvula que sea capaz de manejar muchos de los posibles cambios en las especificaciones de la válvula, ahorrando tiempo y dinero.
Dennis Jensen Gerente de Desarrollo Comercial, Productos Avanzados
Chad VanRens Técnico Redactor
Dominic Petri Ingeniero de Diseño
Michael Osvatic Gerente de Ingeniería