提到熱管理,對于大多數人而言,第一反應就是車內空調使用感受。然而對于整車而言,除了車內空調的使用,還包括對高壓系統的加熱保溫或是散熱降溫,以及前擋風玻璃的除霧加熱等等。
它就像汽車的貼心保護者,靜靜的管理車上各零部件的溫度狀態,讓部件盡可能處在一個舒適的溫度環境,保持零部件的最佳性能發揮,間接的影響車輛的動力性和經濟性的優秀表現。
下面來看看各主機廠車型的熱管理系統。
01.
小鵬P7的熱管理系統
整個熱管理系統的水路是相連通的,通過三通和四通水閥,實現串聯和并聯模式,整個熱管理系統的框圖如下圖所示。
▲圖1?小鵬P7的熱管理系統整體框圖
1.空調熱舒適性系統,主要是空調制熱、制冷、除濕、前擋除霧、車內溫度以及空氣循環的智能調節等。
2.電池加熱冷卻系統,應用1個四通換向閥, 2個三通比例閥, 實現電池和電機回路的串并聯, 從而實現余熱回收和電池中溫散熱功能。
高溫時, 依靠電池換熱器, 靠制冷劑給電池強制冷卻。中溫時, 依靠四通換向閥將電池回路與電驅回路串聯, 通過前端低溫散熱器散熱, 可以節省電動壓縮機功耗。低溫時依靠三通比例閥將低溫散熱器短路, 電池和電機回路串聯, 回收電機余熱給電池保溫。超低溫時依靠三通比例閥,通過水水換熱器將電池回路加熱, 實現給電池快速升溫。
3.電驅冷卻系統,?依靠電動水泵, 通過低溫散熱器, 依次給電機控制器、電機進行散熱。
4.XPU、大屏主機散熱,?通過溫度及溫升速率判斷開啟電機水泵, 從電機回路分流一部分流量到XPU、大屏主機水冷板進行冷卻, 通過散熱器或旁通進行散熱。
5.補水排氣系統,通過膨脹水壺與電池、電機、暖風回路連接, 分別為三個回路補水, 電池和電驅路共用一個分水箱排氣、暖風回路用一個分水箱排氣。
各個模塊的熱管理的具體策略如下:
1.電機冷卻控制原理
電機冷卻控制是由VCU來控制的,VCU通過判斷電機回路中某一器件溫度過高則進入電機冷卻, 調節電機回路水泵轉速、電子風扇轉速, HVAC調整三通比例水閥1位置到散熱器。其開啟溫度值:當電機溫度高于75℃, IPU高于45℃, DCDC高于60℃, OBC高于50℃時開啟電機冷卻系統。三通閥通散熱器。
整個冷卻回路為:電機回路水泵→電機系統→三通比例水閥1→散熱器/旁通→四通換向水閥→電機回路水泵。
▲圖2?電機冷卻控制原理
2.電池冷卻控制原理
電池冷卻又分為兩種,其中一種為充電場景下,在該模式下BMS判斷電池冷卻需求, VCU判斷是否滿足電池冷卻的條件, HVAC綜合環境溫度、電池回路水溫、電機回路水溫, 判斷使用壓縮機冷卻, 從而驅動水閥、壓縮機, 發出水泵、風扇請求。
該冷卻回路為:壓縮機→冷凝器→電子膨脹閥→電池換熱器→壓縮機。
另外一種是行車場景下,VCU判斷是否滿足電池冷卻的條件, HVAC綜合環境溫度、電池回路水溫、電機回路水溫, 判斷使用壓縮機冷卻, 從而驅動水閥、壓縮機, 發出水泵、風扇請求。
該冷卻回路為:電池回路水泵→動力電池→水水換熱器→電池換熱器。
▲圖3 電池冷卻控制原理
3.充電模式下的電池加熱控制原理
BMS根據電池狀態判斷是否有加熱需求-VCU根據整車狀態發送高壓系統狀態-HVAC計算電池需求水溫, 開啟PTC、水泵進行加熱。
冷卻回路包括兩條,其一為:電池回路水泵→水水換熱器→電池換熱器→動力電池→四通換向水閥→電池回路水泵。其二為采暖回路水泵→水加熱PTC→三通比例水閥2→ 水水換熱器→采暖回路水泵。
▲圖4?充電模式下電池加熱控制原理
4.電池熱平衡控制原理
在電池電芯最高溫度和最低溫度之間差值過大,或者電池回路水溫與電池最高、最低溫度差值過大,從而出現冷熱沖擊,這時需要開啟電池水泵進行電池熱平衡。該冷卻回路為:電池回路水泵→動力電池→水水換熱器→電池換熱器→電池回路水泵。
▲圖5?電池熱平衡控制原理
5.電池LTR冷卻和電機余熱回收控制原理
這里包括三部分,分別為電池LTR冷卻,電池預冷,電機余熱回收。
其中電池LTR冷卻是在環境溫度25℃以下, 電池溫度較高時,切換四通換向水閥位置, 將電池回路和電機回路串聯, 利用散熱器給電池散熱, 達到節能的目的。
而電池預冷則是電池溫度即將達到冷卻需求溫度時, 利用散熱器預先對電池進行冷卻。
電機余熱回收則是電池溫度較低、電機回路水溫高于電池回路水溫一定值時, 將電池和電機回路串聯, 利用電機回路溫度給電池加熱, 使電池處于適宜的工作溫度, 達到節能的目的。
冷卻回路為四通換向水閥→電機回路水泵→電機系統→三通比例水閥1→散熱器/旁通 → 四通換向水閥→電池回路水泵→水水換熱器→電池換熱器→動力電池→四通換向水閥。
▲圖6?電池LTR以及電機余熱回收控制原理
02.
比亞迪海豹的熱管理系統
比亞迪海豚的熱管理集成模塊上集成了6個電磁閥、3個電子膨脹閥以及9個制冷劑管接頭,整個熱管理系統如下圖所示。
▲圖7 海豚熱泵空調系統
海豚的熱泵系統中的閥島設計采用了類似特斯拉集成化,比亞迪對冷媒回路進行了大規模集成,閥島結構把制冷劑回路大部分控制組件進行了集成,實物和各個接口的定義如下。
▲圖8 海豚熱泵閥島
基于圖7,整理出整個熱泵空系統的原理示意圖,如下圖所示。
▲圖9?海豚車熱泵空調原理示意圖
其中圖中PT-1、PT-2表示兩個制冷劑壓力及溫度傳感器,P-1表示制冷劑壓力傳感器,T-1、T-2表示兩個制冷劑溫度傳感器。
下面來看下各個場景下熱泵空調的運行邏輯。
當打開空調系統制熱時,熱泵空調系統開啟電動壓縮機,采暖電子膨脹閥工作、水源換熱電磁閥及空調采暖電磁閥均打開,制冷劑通過車內冷凝器放熱,通過板式換熱器吸收驅動電機、電機控制器等電驅動單元的熱量。極低溫情況下,開啟PTC加熱器輔助加熱,提高熱泵空調的適用溫度范圍。
空調制熱時,制冷劑的流動路線為:壓縮機→車內冷凝器→采暖電子膨脹閥→水源換熱電磁閥→板式換熱器→空調采暖電磁閥→氣液分離器→壓縮機,如下圖所示。
▲圖10?空調制熱循環
當空調系統制冷時,熱泵空調系統開啟電動壓縮機,制冷電子閥膨脹閥工作,空調制冷磁閥及空氣換熱電磁閥均打開,制冷劑通過車外冷凝器放熱,車內蒸發器吸收車內熱量。
空調制冷時,制冷劑的流動路線為:壓縮機→車內冷凝器→空調制冷電磁閥→空氣換熱電磁閥→單向閥5→制冷電子膨脹閥→車內蒸發器→單向閥4→氣液分離器→壓縮機,如下圖所示。
提到熱管理,對于大多數人而言,第一反應就是車內空調使用感受。然而對于整車而言,除了車內空調的使用,還包括對高壓系統的加熱保溫或是散熱降溫,以及前擋風玻璃的除霧加熱等等。
它就像汽車的貼心保護者,靜靜的管理車上各零部件的溫度狀態,讓部件盡可能處在一個舒適的溫度環境,保持零部件的最佳性能發揮,間接的影響車輛的動力性和經濟性的優秀表現。
下面來看看各主機廠車型的熱管理系統。
01.
小鵬P7的熱管理系統
整個熱管理系統的水路是相連通的,通過三通和四通水閥,實現串聯和并聯模式,整個熱管理系統的框圖如下圖所示。
▲圖?小鵬P7的熱管理系統整體框圖
1.空調熱舒適性系統,主要是空調制熱、制冷、除濕、前擋除霧、車內溫度以及空氣循環的智能調節等。
2.電池加熱冷卻系統,應用1個四通換向閥, 2個三通比例閥, 實現電池和電機回路的串并聯, 從而實現余熱回收和電池中溫散熱功能。
高溫時, 依靠電池換熱器, 靠制冷劑給電池強制冷卻。中溫時, 依靠四通換向閥將電池回路與電驅回路串聯, 通過前端低溫散熱器散熱, 可以節省電動壓縮機功耗。低溫時依靠三通比例閥將低溫散熱器短路, 電池和電機回路串聯, 回收電機余熱給電池保溫。超低溫時依靠三通比例閥,通過水水換熱器將電池回路加熱, 實現給電池快速升溫。
3.電驅冷卻系統,?依靠電動水泵, 通過低溫散熱器, 依次給電機控制器、電機進行散熱。
4.XPU、大屏主機散熱,?通過溫度及溫升速率判斷開啟電機水泵, 從電機回路分流一部分流量到XPU、大屏主機水冷板進行冷卻, 通過散熱器或旁通進行散熱。
5.補水排氣系統,通過膨脹水壺與電池、電機、暖風回路連接, 分別為三個回路補水, 電池和電驅路共用一個分水箱排氣、暖風回路用一個分水箱排氣。
各個模塊的熱管理的具體策略如下:
1.電機冷卻控制原理
電機冷卻控制是由VCU來控制的,VCU通過判斷電機回路中某一器件溫度過高則進入電機冷卻, 調節電機回路水泵轉速、電子風扇轉速, HVAC調整三通比例水閥1位置到散熱器。其開啟溫度值:當電機溫度高于75℃, IPU高于45℃, DCDC高于60℃, OBC高于50℃時開啟電機冷卻系統。三通閥通散熱器。
整個冷卻回路為:電機回路水泵→電機系統→三通比例水閥1→散熱器/旁通→四通換向水閥→電機回路水泵。
▲圖?電機冷卻控制原理
2.電池冷卻控制原理
電池冷卻又分為兩種,其中一種為充電場景下,在該模式下BMS判斷電池冷卻需求, VCU判斷是否滿足電池冷卻的條件, HVAC綜合環境溫度、電池回路水溫、電機回路水溫, 判斷使用壓縮機冷卻, 從而驅動水閥、壓縮機, 發出水泵、風扇請求。
該冷卻回路為:壓縮機→冷凝器→電子膨脹閥→電池換熱器→壓縮機。
另外一種是行車場景下,VCU判斷是否滿足電池冷卻的條件, HVAC綜合環境溫度、電池回路水溫、電機回路水溫, 判斷使用壓縮機冷卻, 從而驅動水閥、壓縮機, 發出水泵、風扇請求。
該冷卻回路為:電池回路水泵→動力電池→水水換熱器→電池換熱器。
▲圖?電池冷卻控制原理
3.充電模式下的電池加熱控制原理
BMS根據電池狀態判斷是否有加熱需求-VCU根據整車狀態發送高壓系統狀態-HVAC計算電池需求水溫, 開啟PTC、水泵進行加熱。
冷卻回路包括兩條,其一為:電池回路水泵→水水換熱器→電池換熱器→動力電池→四通換向水閥→電池回路水泵。其二為采暖回路水泵→水加熱PTC→三通比例水閥2→ 水水換熱器→采暖回路水泵。
▲圖?充電模式下電池加熱控制原理
4.電池熱平衡控制原理
在電池電芯最高溫度和最低溫度之間差值過大,或者電池回路水溫與電池最高、最低溫度差值過大,從而出現冷熱沖擊,這時需要開啟電池水泵進行電池熱平衡。該冷卻回路為:電池回路水泵→動力電池→水水換熱器→電池換熱器→電池回路水泵。
▲圖?電池熱平衡控制原理
5.電池LTR冷卻和電機余熱回收控制原理
這里包括三部分,分別為電池LTR冷卻,電池預冷,電機余熱回收。
其中電池LTR冷卻是在環境溫度25℃以下, 電池溫度較高時,切換四通換向水閥位置, 將電池回路和電機回路串聯, 利用散熱器給電池散熱, 達到節能的目的。
而電池預冷則是電池溫度即將達到冷卻需求溫度時, 利用散熱器預先對電池進行冷卻。
電機余熱回收則是電池溫度較低、電機回路水溫高于電池回路水溫一定值時, 將電池和電機回路串聯, 利用電機回路溫度給電池加熱, 使電池處于適宜的工作溫度, 達到節能的目的。
冷卻回路為四通換向水閥→電機回路水泵→電機系統→三通比例水閥1→散熱器/旁通 → 四通換向水閥→電池回路水泵→水水換熱器→電池換熱器→動力電池→四通換向水閥。
▲圖?電池LTR以及電機余熱回收控制原理
02.
比亞迪海豹的熱管理系統
比亞迪海豚的熱管理集成模塊上集成了6個電磁閥、3個電子膨脹閥以及9個制冷劑管接頭,整個熱管理系統如下圖所示。
▲圖?海豚熱泵空調系統
海豚的熱泵系統中的閥島設計采用了類似特斯拉集成化,比亞迪對冷媒回路進行了大規模集成,閥島結構把制冷劑回路大部分控制組件進行了集成,實物和各個接口的定義如下。
▲圖?海豚熱泵閥島
基于圖7,整理出整個熱泵空系統的原理示意圖,如下圖所示。
▲圖?海豚車熱泵空調原理示意圖
其中圖中PT-1、PT-2表示兩個制冷劑壓力及溫度傳感器,P-1表示制冷劑壓力傳感器,T-1、T-2表示兩個制冷劑溫度傳感器。
下面來看下各個場景下熱泵空調的運行邏輯。
當打開空調系統制熱時,熱泵空調系統開啟電動壓縮機,采暖電子膨脹閥工作、水源換熱電磁閥及空調采暖電磁閥均打開,制冷劑通過車內冷凝器放熱,通過板式換熱器吸收驅動電機、電機控制器等電驅動單元的熱量。極低溫情況下,開啟PTC加熱器輔助加熱,提高熱泵空調的適用溫度范圍。
空調制熱時,制冷劑的流動路線為:壓縮機→車內冷凝器→采暖電子膨脹閥→水源換熱電磁閥→板式換熱器→空調采暖電磁閥→氣液分離器→壓縮機,如下圖所示。
▲圖?空調制冷
當低溫環境下充電,為縮短充電時間,或者是車輛低溫行駛時,為改善低溫下整車的動力性,熱泵空調工作對動力電池直接進行加熱。此時,電池電子膨脹閥開啟工作,電池加熱電磁閥、水源換熱電磁閥和空調采暖暖電子膨脹閥和電池電子膨脹閥同時開啟工作,水源換熱電磁閥、電池加熱電磁閥及空調采暖電磁閥均打開,吸收電驅動單元余熱,車內冷凝器和動力電池直冷直熱板放熱。
▲圖 電池加熱
為了防止動力電池溫度過高,熱泵空調工作,對 動 力 電 池 直 接 進 行 冷 卻 ;車 輛 行 駛時,當動力電池溫度高于設定值,熱泵空調也開始工作。此時,電池電子膨脹閥開啟工作,空調制冷電磁閥、空氣換熱電磁閥和電池冷卻電磁閥均打開。制冷劑通過車外換熱器放熱,通過動力電池直冷直熱板吸熱。
動力電池冷卻時,制冷劑的流動路線為:壓縮機→車內冷凝器→空調制冷電磁閥→空氣換熱電磁閥→單向閥5→單向閥2→電池電子膨脹閥→動力電池直冷直熱板→電池冷卻電磁閥→單向閥3→氣液分離器→壓縮機。
▲圖 電池冷卻
03.
大眾ID4.X的熱管理系統
首先大眾ID4.X的熱管理系統整體框圖如下圖所示。其一共有六種運行模式。
▲圖?大眾ID4.X熱管理系統原理圖
1、節溫器溫度小于15℃,電池溫度在8℃~35℃,無熱泵需求。【散熱器旁路被激活,電池無需加熱和冷卻】 節溫器打開散熱器的旁路,用于電池加熱的V696閥激活最小的低溫冷卻回路。當熱泵運行起來時,V468低溫回路冷卻液泵被激活,同時使用Z132加熱器件加熱電池,如下圖所示。
2、節溫器溫度小于15℃,電池溫度小于8℃,沒有熱泵需求。【散熱器被旁路,電池加熱】 節溫器打開散熱器旁路,然后V696高壓電池加熱混合閥2激活最小可能的低溫冷卻電路。高壓電池加熱的V683混合閥激活電池加熱電路。兩個冷卻泵都被激活,如下圖所示。
3.節溫器溫度大于15℃,蓄電池溫度在8℃~35℃,無熱泵需求。【散熱器內有冷卻液流動,蓄電池未冷卻或未加熱】
節溫器關閉散熱器旁路。蓄電池預熱混合閥 2 V696 打開溫度最低的低溫冷卻回路。只有低溫回路冷卻液泵 V36 被激活。
4、節溫器溫度大于15℃,車輛運行時電池溫度大于35℃,車輛充電時電池溫度大于30℃,無熱泵需求。【電池由熱冷凝器的熱交換器冷卻,散熱器內有冷卻液流動】
節溫器關閉散熱器旁路,然后V696高壓電池加熱混合閥2激活最小可能的低溫冷卻電路。V683混合閥用于高壓電池升溫激活電池冷卻液回路。兩個冷卻泵都被激活,如下圖所示。
5、恒溫器溫度大于15℃,電池溫度大于30℃,沒有熱泵需求。【電池通過低溫回路冷卻】
節溫器關閉散熱器旁路,然后V696高壓電池加熱混合閥2打開與電池的連接。V683混合閥用于高壓電池升溫激活電池冷卻液回路。兩個冷卻泵都被激活。
6、恒溫器溫度大于15℃,電池溫度在8~30℃,有熱泵需求。【散熱器內有冷卻液流動,蓄電池未冷卻或未加熱】
節溫器關閉散熱器旁路。蓄電池預熱混合閥 2 V696 打開蓄電池接口。蓄電池預熱混合閥 V683 打開蓄電池加熱回路。只有低溫回路冷卻液泵 V36 被激活。
04.
理想ONE的熱管理系統
理想 ONE 汽車為增程式混合動力汽車,因此,理想 ONE 除了要對電池、乘員艙和電驅系統進行熱管理外還要對增程器進行熱管理,四大板塊緊密協助,達到高效的熱利用。下圖為理想 ONE熱管理系統原理圖。
▲圖?理想ONE的熱管理系統
理想 ONE 熱管理系統的關鍵是是多向流量控制閥精確地按比例開閉實現增程器、電池組和空調三套循環系統間熱量的精確傳遞和利用,實現能量的高效利用。無級調節,小到流量控制閥、水泵,大到空調壓縮機,前端冷卻模塊上的散熱風扇,都能通過整車控制器實現功率無級調節,保障電池、增程器、電動機工作在最適宜的溫度。前端冷卻模塊集成了冷凝器、低溫散熱器、高溫散熱器、中冷器和散熱風扇五個模塊的前端冷卻模塊。
05.
Model Y的熱管理系統
Model Y的熱管理系統的模式主要分為五種,分別為單獨乘員艙制熱、乘員艙&電池都需要制熱、乘員艙需要制熱&電池需要冷 卻、乘員艙&電池都需要冷卻、乘員艙余熱回收。下面針對各個場景,分析熱泵系統的運行模式。
▲圖?Model Y熱管理系統原理圖
1.單獨乘員艙制熱模式
若電池此時溫度高于10 ℃,熱泵系統能通過電池冷卻器從電池、電機循環的耦合回路中吸收熱量來給乘員艙加熱。冷媒經過壓縮機后,依次經過電磁截止閥1→乘員艙冷凝器→電子膨脹閥2→氣液分離器,最終回到壓縮機,完成一個對乘員艙的制熱循環。冷卻液經過電池冷卻器與冷媒進行熱交換后,依次經過八通閥水口8至2→電池包→八通閥水口1至3→電子水泵1→控制器及驅動單元→八通閥水口4至6→液冷冷凝器→膨脹水壺→八通閥水口5至7→電子水泵2,再流入電池冷卻器。在這個過程中,為防止熱量損失,室外的換熱器部分是被八通閥屏蔽的。乘員艙同時接收到壓縮機消耗的電功率和電池回路的熱量,系統整體的COP遠高于1。
若電池溫度較低,無法給乘員艙提供熱量,則乘員艙的制熱主要依靠壓縮機做功。在這種極端條件下,熱泵系統無法通過外部散熱器或是電池冷卻器實現冷媒與冷卻液的熱量交換,電子膨脹閥2與電磁截止閥2均處于關閉狀態。冷媒經壓縮機做功后,經由電磁截止閥1→乘員艙冷凝器→電子膨脹閥1→乘員艙蒸發器→氣液分離器后,直接回到壓縮機。冷卻液循環則與上述電池不提供熱量時一致,但在電池冷卻器處并不進行熱量交換。
若環境溫度高于- 10 ℃,則熱泵系統優先從外部環境中吸收熱量。系統中膨脹閥1關閉,冷媒通過電池冷卻器吸收環境中的熱量。通過改變對八通閥的控制,讓冷卻液依次經過八通閥水口8至6→液冷冷凝器→膨脹水壺→室外散熱器→八通閥水口9至7→電子水泵2,再回到電池冷卻器形成閉環。
2.乘員艙&電池同時加熱模式
通常情況下,電池包的溫度都會高于環境溫度。當電池也需要加熱時,通常已經是非常極端的情況,環境溫度低于- 10 ℃,此時的熱泵系統無法從外部環境獲得熱量。除了要保證乘員艙的舒適性外,還需要分出部分熱量供給電池包,此時的熱泵系統仍然完全依靠壓縮機做功, COP=1。從原理圖上看,冷媒經過壓縮機后,在截止閥1、2處按比例(優先保障乘員艙制熱需求)分成兩路,一部分經過乘員艙冷凝器,另一部分經過液冷冷凝器,在電子膨脹閥1處匯合,再經由乘員艙蒸發器→氣液分離器,返回壓縮機。冷卻液仍然在電池冷卻器處與冷媒進行熱交換,被冷媒加熱后的冷卻液會將熱量傳遞到電池包處。
在一些特殊情況下,為了使電池快速升溫(大電流充電,電池溫度必須高于0 ℃),則要考慮犧牲乘員艙舒適性。此時熱泵會控制截止閥1與電子膨脹閥1關閉,打開電子膨脹閥2,保持冷卻液循環不變,開啟快速加熱電池包模式,這樣能使電池包快速達到可以充電或大功率放電的狀態。
3.乘員艙需要制熱&電池需要冷卻模式
這一模式通常出現在環境溫度較低,車輛需要進行大功率充電時。車輛快充時間較短,乘員有很大可能性在車上等待充電,這個過程中乘員艙的制熱功能需要得到一定的保證。這時的冷媒與上述任何情況的流向都有差別,經過壓縮機做功之后的冷媒會分為兩路,一部分經過乘員艙冷凝器,另一部分經過液冷冷凝器,后共同在電子膨脹閥2→電池冷卻器處蒸發吸熱,再經由氣液分離器回到壓縮機。
而冷卻液循環也被八通閥分隔成了兩部分,經過電池冷卻器的部分被冷媒冷卻后,依次經過八通閥水口8至2→電池包→八通閥水口1至7→電子水泵1,再流入電池冷卻器形成閉環。經過液冷冷凝器的部分與電驅動、室外散熱器串聯,將多余的熱量帶到室外環境中。
特斯拉的這個設計十分高明,一方面,乘員艙制熱量過剩時,其中一部分可以被液冷冷凝器帶到室外環境,這部分熱量在水路循環中不會影響到電池包;另一方面,在乘員艙制熱量不足時,截止閥2被關閉,冷媒的所有熱量都會集中到乘員艙冷凝器,用來加熱乘員艙。再者,若電池散熱能力不足,還能通過八通閥讓電池水循環先經過室外換熱器,進一步降低循環水溫。
4. 乘員艙&電池都需要冷卻模式
這一情況即夏季正常的用車情況。此時的熱泵系統即作為普通的空調系統使用,液冷冷凝器替代了傳統的冷凝器進行工作,使空調系統正常運行。
5.余熱回收模式
這一模式較為特殊,但這一模式的存在也正是熱泵空調的優勢以及控制智能化的體現。余熱回收,顧名思義即將整車冗余部分的熱量存儲起來,以便下一次 用車時釋放。電池包因為其對溫度的敏感性,表面一般都會有較好的保溫層,以維持電池的溫度恒定在一定范圍內,這一特性使得它很適合作為車輛余熱回收的載體。冬季氣溫較低,當車輛停車、人員離開后,乘員艙或者電機內部還會有一定的熱量,可通過熱泵將其存儲到電池包內。
這一工況下,乘員艙內部即為普通的制冷循環,冷媒和冷卻液在液冷冷凝器中進行熱交換。冷卻液的循環在八通閥的控制下,是屏蔽室外散熱器的,避免熱量通過室外散熱器耗散到外部環境中。
在下一次用車時,電池包的溫度還能保持較高,熱泵系統就能利用這部分熱量給乘員艙進行加熱。
06.
總結
從上面幾家的熱管理系統可以看出,熱管理系統方案逐步呈現出高效化,精細化,集成化的趨勢。
高效化是指系統能耗成為整車熱管理系統的重要衡量指標。通過合理的系統設計,高效的“熱量搬運工”可以帶來顯著的能效提升。
精細化是指控制的精細化,新能源汽車對于熱管理系統精準度要求大幅提高。動力電池熱管理需要做到對溫度的穩定精確控制,同時隨著新能源汽車電機功率密度的提升及智能化程度提高帶來的半導體器件功耗的增加,電驅及電子器件熱管理的精準度也有更高的要求。
集成模塊化是指通過合理的管路設計及排布方案,可以實現壓降與換熱損失的最小化,提升系統效率。同時,集中式的排布使得熱管理系統平臺化,有益于不同車型間的移植和標準化設計。協同集成式控制器后還能進一步優化整車線束與電子芯片,實現更精益的系統方案。
審核編輯:黃飛
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