新能源汽车热管理系统

01 热管理系统重要性

  1. 电池性能保障。电泡温度直接影响其性能和寿命,过高或过低的温度都会导致电池效率下降,甚至引发安全隐患。因此,基管理系统对电池性能的保障至关重要。
  2. 整车性能提升。高效的热管理系统能够优化整车性能,确保车辆在各种环境条件下都能稳定运行,提高驾驶体验和安全性。
  3. 能耗管理优化。热管理系统通过合理分配和管理能量,减少不必要的能托,从而提开新伦源汽车的续航里程。降低使用成本,
  4. 安全性保障。热管理系统能够有效防止电池过热引发的安全问题,如热失控、起火等,从而提升整车的安全性,保护乘客和车辆。

02  新能源汽车热系统的构成

新能源汽车热管理系统

电池热管理系统

新能源汽车动力电池活性受温度影响明显,温度过高容易引发过热起火,温度过低则活性下降,放电能力急剧衰减。常用的电池冷却方式有风冷、液冷和冷媒直冷,冷却系统包括:冷却箱、电池水冷板、电子水泵,电子膨胀阀、电子水阀。加热方式有PTC加热和阻抗自加热。

  • 电池温度控制功能,电池温度控制是确保电池性能和安全的关键,通过精确的温度传感券实时监测电池温度,并利用加热或冷却系统进行调节,保持最佳工作温度范围。
  • 热管理系统设计,设计高效的热管理系统包括冷却板、冷却管路、热交换器等组件,以确保电池组肉温度均匀分布,坊止局部过热或过冷现象
  • 热失控防护,通过集成热失控防护措施。如设置温度阀值报警、自动断电保护等,有效预防电池热失控引发的安全隐患,提升整车安全性。
  • 热管理策略优化,结合电池特性和使用工况制定并优化热管理策略,实现能效最大化,延长电池寿命,同时降低耗,提升新能源汽车整体性能。

电机电控热管理系统

电动车电机及电控系统因高功率运行需主动冷却,采用与传统发动机冷却结构相似的电动水泵、散热器、冷却风扇等组件实现精准温控,确保功率器件安全运行。电机冷却技术,采用风冷或者液冷技术对电机进行有效冷却,确保电机在高负荷运行时温度稳定。防上因过热导致的性能下降或损坏。冷却系统组成:散热器、冷却风扇、水箱、冷却液泵等。

新能源汽车乘用舱空调系统热管理

新能源汽车制冷系统与传统汽车技术趋同,制热系统因无发动机余热需依赖PTC高压电加热或高效热泵系统实现热能供给,其中PTC凭借快速响应与高安全性成主流方案,热泵则因节能优势逐步应用于高端车型。其中制冷系统包括:电动压缩机、蒸发器、冷凝器、储液罐。暖风系统:PTC加热器/热泵空调。

  • 温度与湿度控制。通过空调系统精确的控制乘员能内的温度和湿度,提供舒适的驾乘环境,同时防止因湿度过高导致的电气部件腐蚀或性能下降。
  • 座椅加热与通风。配备座椅加热和通风功能,根据乘客求调节座椅温度和空气流通,提升乘坐舒适性,尤其在寒冷或炎热天气下效果墨著。
  • 空气净化与循环。集成空气净化和循环系统,有效过滤车内空气中的灰尘,花粉、异味等有害物质,保特车内空气消着,保障乘客健康。
  • 能量管理与优化。结合整车总管理系统进行能量管理忧化,合理分配空调采统和其他总管理了系统的能量消耗。提高整车能源利用效率,至长续航里程。

纯电动汽车以电动机驱动和大容量电池组为核心,其热管理系统因完全取消内燃机而聚焦电池组、驱动电机及功率电子器件热管理,其中电池热管理系统(BTMS)成为核心架构;整车热管理系统根据热能供给方式分为非热泵型与热泵型两类,后者通过逆卡诺循环原理实现双向温控——制冷时转移舱内热量至外界,制热时则从低温环境中提取热能,凭借能效优势成为提升整车能量利用率的关键技术路径。

非热泵型热管理系统采用分体式热源架构:乘员舱与电池制冷沿用传统冷媒循环(COP值2.5-3.0),制热则依赖高压PTC(6-10kW)加热冷却液实现双区热量分配,但存在冬季能耗高、续航衰减显著(达35-40%)的痛点;驱动系统通过低温散热器(≤65℃)与乙二醇冷却液构建独立液冷回路,确保电机及功率电子温控稳定,当前技术正通过多系统耦合(如余热回收)优化整体能效。

直接式热泵系统通过四通阀切换冷媒流向实现制冷/制热模式转换,在制冷工况下,室外换热器作为冷凝器将电池组及乘员舱热量排出至外部环境;制热工况下则转为蒸发器从外部吸热输送至舱内及电池组,其采用冷媒直冷直热技术(取消中间换热介质)使热交换效率提升25%-40%,系统结构精简且能在-15℃环境维持COP>1.8的能效水平,成为新能源汽车热管理高效化发展的关键技术路径。

新能源汽车热管理系统

间接式热泵系统通过冷媒-冷却液二次换热实现热管理,制冷模式下室外换热器作为冷凝器将乘员舱及电池热量排至外界,制热模式下则切换为蒸发器,通过Chiller冷凝段将冷媒热量传递至冷却液回路,完成舱内采暖与电池加热;其采用中间介质换热架构(冷媒与冷却液隔离),虽系统复杂度高于直接式热泵,但可通过冷却液回路灵活分配热量,适应-20℃以下极寒工况,综合能效(COP 1.5-2.0)略低于直接式方案,但可靠性更优。

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