所有栏目
40

新能源汽车热管理各子系统分析

2023/9/15

新能源汽车热管理主要是对电池、电机、电 控以及乘员舱温度的调节,保障它们工作在最适 宜温度。由于没有发动机热源,新能源汽车一般 需要额外的发热装置来补充系统热量,常用的发热装置有PTC加热器、柴油加热器以及热泵空调。

‍‍‍电动化趋势下,整车热管理系统发生了较大的变化,没有热机的新能源汽车需额外的产热装置维持整个系统的高效运转,电池的高温度敏感性使得新能源汽车热管理复杂程度和精细化程度要求也在不断提高。

新能源汽车整车热管理架构

新能源汽车整车热管理系统可分为电池系统热管理、空调系统热管理和电机电控系统热管理;电池系统热管理和空调系统热管理有 制冷和制热两大功能,电机电控系统热管理主要是冷却。

新能源汽车电机电控系统热管理

电动车的电机及电控等功率件工作时散热需求较高,通常需要主动冷却,才能保证车辆处于安全工作的温度范围,电机电控冷却系统与发动机冷却系统比较类似,主要组件包括电动水泵、散热器、冷却风扇、膨胀水壶和管路等。

新能源汽车空调系统热管理

新能源汽车制冷阶段与传统汽车差异不大,在制热阶段,由于没有发动机热源,往往需要额外的发热机构产热来补充系统热量, PTC加热元件由于热效应显著,耐高压、不燃烧的安全特性,常作为加热器的首选,少数车型搭载了更为先进的热泵技术。

PTC电加热器

成本低、结构简单、工作稳定的PTC加热方案就成为了新能源汽车行业普遍采用的制热方案。根据其工作方式不同,PTC加热器可分为风暖式、水暖式。

PTC电加热器的劣势

PTC电加热器功率通常在6KW,6度/h,以带电量为70度电的蔚来ES6为例:PTC暖风使用一小时,电池耗电10%左右,对动力电池的消耗极大,严重影响电车的续驶里程,而这也就是为什么很多电车主在冬天不敢开空调的原因之一。

能效系数更佳的热泵空调,是未来空调系统的发展趋势。

热泵空调是指空调系统在制热时,依靠系统的反向循环,将外界空气的热能强制转移到乘客舱的空调系统,整个热泵系统充当环境热量的“搬运工”,因此热泵空调的能效系数比PTC高出2~3倍。

新能源热管理系统逐步由分散式转向集成式热管理系统

随着汽车向电动化和智能化方向发展,整车能量管理内容增多,对汽车能量管理的要求也越来越高。从整车层面对各子系统进行能 量统筹管理将成为电动汽车未来的发展趋势。