前言

汽車的動(dòng)力部件、控制系統(tǒng)等在持續(xù)運(yùn)行過程中，整車系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換、機(jī)械摩擦等皆會(huì)以熱能的形式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，整車熱管理技術(shù)通過統(tǒng)籌車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)（傳統(tǒng)或混動(dòng)）、空調(diào)、動(dòng)力電池、電機(jī)等相關(guān)部件及子系統(tǒng)的相關(guān)匹配、優(yōu)化與控制，有效地管理和控制車輛各個(gè)部件的溫度，確保車輛在各種工況下都能夠保持適當(dāng)?shù)臏囟确秶蕴岣咂嚱?jīng)濟(jì)性、安全性和能源利用效率。

新能源汽車在滿足人們出行需要的同時(shí)，也在保護(hù)生態(tài)環(huán)境、降低污染物排放規(guī)模等多個(gè)方面發(fā)揮了重要作用。為提高新能源汽車的熱管理效率，提高車輛的續(xù)航能力，解決電機(jī)能量轉(zhuǎn)化及高密度電池儲(chǔ)能效率控制方面的問題尤為重要。

1、整車熱管理技術(shù)

汽車是由成千上萬個(gè)不同功能、不同材料的零部件組成的智能系統(tǒng)，且不同零部件的工作運(yùn)行溫度和材料耐受溫度均存在一定差異。傳統(tǒng)燃油汽車在運(yùn)行過程中的主要發(fā)熱源來源于發(fā)動(dòng)機(jī)及其系統(tǒng)，新能源汽車整車的發(fā)熱源由傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)變?yōu)榱藙?dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和相關(guān)的電控系統(tǒng)等部件。汽車熱管理系統(tǒng)的主要作用就是通過加熱、保溫、散熱等方式，使不同零部件在合適的溫度下工作，以保障汽車的功能安全和使用壽命。

（1）傳統(tǒng)燃油汽車熱管理

傳統(tǒng)燃油車的熱管理包括動(dòng)力系統(tǒng)熱管理以及座艙空調(diào)熱管理，其能源利用率主要由發(fā)動(dòng)機(jī)性能決定，所配備的熱管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，其運(yùn)行能耗占汽車總能耗的比例有限。

動(dòng)力系統(tǒng)熱管理：發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)以風(fēng)冷或液冷的方式釋放發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量。

座艙空調(diào)熱管理：座艙加熱時(shí)利用發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的余熱，通過熱管理管理系統(tǒng)對(duì)低溫時(shí)的座艙進(jìn)行熱循環(huán)管理，座艙制冷通過空調(diào)冷媒的制冷為座艙實(shí)現(xiàn)降溫功能，以提供乘坐員舒適的環(huán)境。

（2）新能源汽車熱管理

新能源汽車的熱管理系統(tǒng)可以保障其動(dòng)力總成系統(tǒng)的溫度處于允許的范圍以內(nèi)，既可以防止動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及電機(jī)電控器因?yàn)闇囟冗^高導(dǎo)致使用壽命縮短，也可以使得驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行于高效率區(qū)間提高車輛的續(xù)航里程。新能源汽車熱管理主要包括電機(jī)/電控系統(tǒng)熱管理、電池?zé)峁芾?、座艙空調(diào)熱管理三大部分。

電機(jī)/電控?zé)峁芾硐到y(tǒng)：電動(dòng)汽車的電機(jī)/電控系統(tǒng)在高功率輸出時(shí)容易產(chǎn)生熱量，需要通過液冷或風(fēng)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，防止系統(tǒng)過熱。

電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)：電池是新能源汽車的核心組件之一，是新能源汽車的主要能量來源，在整車?yán)m(xù)航、安全等方面起到?jīng)Q定性作用，電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)通常包括冷卻液循環(huán)系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和溫度傳感器等部件。

座艙空調(diào)熱管理：新能源汽車通常配備座椅加熱、空調(diào)系統(tǒng)等設(shè)備，可以提高駕駛舒適性。新能源汽車的空調(diào)壓縮機(jī)需要采用PTC（正溫度系數(shù)熱敏電阻）加熱或者熱泵空調(diào)等新技術(shù)方式。

2、動(dòng)力電池?zé)峁芾?/span>

新能源汽車熱管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化對(duì)于提高車輛的續(xù)航里程、減少能源損失、確保電池壽命等方面都至關(guān)重要。而新能源汽車的整體性能基本是由其內(nèi)部的動(dòng)力電池所決定的，通過動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)降低電池使用期間溫度過高產(chǎn)生的不利影響至關(guān)重要。

新能源汽車動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中涉及的系統(tǒng)主要包括以下幾方面：

動(dòng)力電池系統(tǒng)：包含BMS控制器及電池包；

加熱模塊：包含PTC以及加熱器控制裝置；

制冷模塊：包含TMS控制器、水泵以及空調(diào)機(jī)組；

膨脹水箱；

水溫傳感器；

三通。

來源《新能源汽車動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)研究》

動(dòng)力電池的熱管理系統(tǒng)基于不同的冷卻介質(zhì)主要分為風(fēng)冷、液冷、相變材料和熱管冷卻。

動(dòng)力電池風(fēng)冷：通過空氣的流動(dòng)使電池組與外界空氣進(jìn)行對(duì)流換熱。

動(dòng)力電池液冷：通過液體的流動(dòng)使電池組的熱量被帶走。

相變材料冷卻：通過石蠟、水合鹽、脂肪酸等相變材料，在發(fā)生相變時(shí)可以吸收或釋放大量潛熱而自身的溫度保持不變。

熱管冷卻：熱管是一種基于相變傳熱的裝置，熱管是一個(gè)充滿飽和狀態(tài)工作的介質(zhì)/液體（水、乙二醇或丙酮等）的密封容器或密封管道。

動(dòng)力電池工作溫度的變化將對(duì)新能源汽車的加速性能、車速峰值以及續(xù)駛里程產(chǎn)生一定程度的影響，新能源汽車動(dòng)力電池?zé)峁芾砑夹g(shù)可以確保電池工作在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)（冷卻動(dòng)力電池系統(tǒng)或者是加熱動(dòng)力電池系統(tǒng)），是提高動(dòng)力電池性能、延長(zhǎng)壽命和確保安全的關(guān)鍵技術(shù)。

3、電機(jī)/電控?zé)峁芾?/span>

新能源汽車電機(jī)及電控系統(tǒng)的工作是新能源汽車能量輸出的關(guān)鍵，若其溫度超過最高溫度，就會(huì)導(dǎo)致電機(jī)性能惡化，會(huì)嚴(yán)重影響整車的穩(wěn)定性。電機(jī)/電控?zé)峁芾硎侵笇?duì)電動(dòng)汽車中的電機(jī)（驅(qū)動(dòng)電機(jī)）和相關(guān)電子控制系統(tǒng)進(jìn)行有效的溫度管理，以確保它們?cè)谶m當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟确秶鷥?nèi)運(yùn)行。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)的冷卻系統(tǒng)主要依靠冷卻水泵帶動(dòng)冷卻液在冷卻管道中循環(huán)流動(dòng)，通過在散熱器的熱交換等物理過程，冷卻液帶走電機(jī)產(chǎn)生的熱量，為使散熱器熱量散發(fā)更充分，通常還在散熱器后方設(shè)置風(fēng)扇。

4、座艙空調(diào)熱管理

汽車座艙空調(diào)熱管理是對(duì)車輛乘員座艙內(nèi)的溫度進(jìn)行有效控制和管理，以提供舒適的駕駛和乘坐環(huán)境。汽車座艙空調(diào)熱管理系統(tǒng)不僅關(guān)注制冷和加熱效果，還注重舒適性、能效和智能化控制，以滿足駕駛員和乘員在不同季節(jié)和駕駛條件下的需求。

汽車空調(diào)熱管理系統(tǒng)

通過制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、空氣循環(huán)、多區(qū)域控制和智能控制等先進(jìn)技術(shù)，提供汽車座艙內(nèi)部個(gè)性化的溫度調(diào)節(jié)，并通過智能化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能源高效利用。附加預(yù)冷/預(yù)熱功能、溫度感應(yīng)座椅等創(chuàng)新功能進(jìn)一步增強(qiáng)了駕駛和乘坐的舒適性，使座艙空調(diào)熱管理系統(tǒng)成為提升駕乘體驗(yàn)和適應(yīng)各種氣候條件的重要組成部分。

新能源汽車的空調(diào)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)制冷（利用冷凝放熱，蒸發(fā)吸熱為座艙降溫）、制熱（PTC加熱器或熱泵空調(diào)系統(tǒng)）兩種模式，其工作方式分為PTC加熱和熱泵供暖兩大類。

總結(jié)，在“碳中和”戰(zhàn)略背景下，新能源汽車熱管理系統(tǒng)的綠色低碳、可持續(xù)化發(fā)展對(duì)于提高能源利用效率、延長(zhǎng)電池壽命和減少對(duì)環(huán)境的影響具有重要意義。新能源汽車熱管理系統(tǒng)溫度控制技術(shù)的完善、能源利用效率的提升等對(duì)于打造綠色低碳的出行方式，實(shí)現(xiàn)“碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)具有重大意義。