來源：電動汽車集成熱管理技術(shù)趨勢和未來趨勢；IAB研究，AUTO

在未來，可以稱之為電動汽車時(shí)代，今天仍然有許多電動汽車在運(yùn)行，隨著電動汽車時(shí)代的到來，熱管理領(lǐng)域比現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)汽車更加重要，并且繼續(xù)發(fā)展。希望展示未來的技術(shù)趨勢和必要的技術(shù)。

由于各國對二氧化碳，法規(guī)和燃油經(jīng)濟(jì)性法規(guī)的加強(qiáng)，電動汽車的開發(fā)和銷售正在加速，由于電動汽車的特性，熱管理變得非常重要。

在電動汽車（EV）中，與現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)汽車相比，新安裝了諸如電池，電動機(jī)和功率轉(zhuǎn)換器（PE：Power Electric）之類的零件，而發(fā)動機(jī)則消失了。熱管理是基于燃油經(jīng)濟(jì)性，眾所周知，車輛所占份額為2-7％；另一方面，對于電動汽車，其差異可能會因車輛和外部溫度的不同而有所差異，但差異是占20-60％，原因是在內(nèi)燃機(jī)汽車的情況下，室內(nèi)采暖由冷卻水冷卻，由于它利用廢熱，因此對燃油經(jīng)濟(jì)性影響不大。在冷卻的情況下，發(fā)動機(jī)的動能通過皮帶傳遞并由空調(diào)使用，用于冷卻的能量相對較小；在電動汽車的情況下，需要新的能量進(jìn)行加熱，而用于冷卻的能量也占了比較大的重量。

本文將解釋電動汽車熱管理的概念，以及為什么需要綜合熱管理的原因，并考慮當(dāng)前的趨勢和未來的發(fā)展方向。

▎熱管理集成電路

電動汽車的熱管理通常由五個(gè)電路組成，

首先是PE冷卻電路，可以冷卻電源轉(zhuǎn)換器和電機(jī)，通常使用散熱器將冷卻水和廢物冷卻到PE上。PE產(chǎn)生的熱量可用作加熱，因此在回路中配置了熱交換器和閥門。

第二種是冷卻和加熱電池的電路，當(dāng)電池溫度高時(shí)，耐久性會降低，因此有必要冷卻電池以保持適當(dāng)?shù)臏囟?。與外部溫度明顯不同，請使用空調(diào)制冷劑，當(dāng)外部溫度與電池溫度之差較大時(shí)，即當(dāng)外部溫度較高時(shí)，有一種使用二手制冷機(jī)并通過散熱器冷卻的模式。另外，電池?zé)峁芾黼娐肪哂屑訜峁δ埽源_保快速的充電性能并防止冬天的輸出劣化，因此，需要使冷卻水加熱器工作的電池加熱模式。

第三個(gè)是加熱回路，在某些情況下，使用空氣加熱的PIC加熱器為房間供暖，在冷卻水使用加熱器同時(shí)加熱和加熱電池的情況下，有時(shí)使用HeatPump的室內(nèi)散熱器。

第四種是制冷劑回路，在常規(guī)的內(nèi)燃機(jī)車輛中，制冷劑回路是用于室內(nèi)冷卻的空調(diào)回路，但是在電動車輛中，除了室內(nèi)冷卻之外，還用于電池冷卻的冷卻方式是自冷卻。驅(qū)動計(jì)算機(jī)冷卻，主要用于加熱的熱泵回路，制冷劑回路需要通過廢熱回收和適當(dāng)分配冷卻性能來加熱，其功能也越來越復(fù)雜。

最后，它是計(jì)算冷卻，這是配置自動駕駛車輛時(shí)必不可少的部分，有關(guān)冷卻和加熱功能的具體細(xì)節(jié)目前正在審查中。

熱管理電路的最大問題是，這些電路中的每一個(gè)都不是獨(dú)立配置的；每個(gè)電路是有機(jī)連接的，并且隨著功能的增加而變得更加復(fù)雜。

對于冷卻，如圖1所示，有使用外部溫度的冷卻和使用制冷劑的冷卻，在使用外部溫度的冷卻方法中，PE，電池，計(jì)算機(jī)和制冷劑回路均構(gòu)成散熱器，并使用共用一個(gè)回路的回路。散熱器是一種使用制冷劑的常用方法，一種使用冷卻器降低制冷劑溫度的方法被應(yīng)用于使用制冷劑的方法，該制冷劑由電池，自動駕駛計(jì)算和室內(nèi)冷卻回路共享。，用于加熱和加熱，使用熱泵電路連接到每個(gè)電路以吸收廢熱，每個(gè)模式通常以7到14個(gè)模式運(yùn)行。

圖1 熱管理電路的相互關(guān)系

從集成電路的情況來看，它由如圖所示的復(fù)雜電路以及許多閥門，Pump和熱交換器組成。

根據(jù)電動汽車的類型和用途，電池，電源轉(zhuǎn)換器和電動機(jī)的加熱能力會有所不同，并且冷卻所需的能力也會有所不同，因此，最佳電路也會有所不同。

可以在使用最少的熱管理組件的同時(shí)配置最佳模式的電路是最好的電路，因此，每個(gè)公司都在積極研究開發(fā)自己的電路，并且這是一個(gè)不斷發(fā)展的領(lǐng)域。

圖2 Tesla模式Y(jié)制冷劑回路（專利）

圖3 Tesla模式Y(jié)冷卻液回路（專利）

▎模塊化

熱管理技術(shù)領(lǐng)域的下一個(gè)重要部分是模塊化，它集成了零件，模塊化的目的是提高工廠自動化率，以降低組裝成本，并在模塊內(nèi)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的規(guī)格管理功能，從而有效地生產(chǎn)少量的各種類型。

根據(jù)V的特性確定電路時(shí)，下一步是確定模塊的范圍，根據(jù)模塊范圍確定模塊中組件的排列和結(jié)構(gòu)，特別是集成熱敏電阻。如前所述，管理回路必須非常復(fù)雜，如果將一個(gè)復(fù)雜的回路與軟管和管道組裝在一起，將需要大量空間，并且由于狹窄的空間而導(dǎo)致工作困難或無法工作，因此，有必要消除通過模塊化將一個(gè)由大量軟管和管道組成的復(fù)雜回路集成在一起的情況如圖5所示。

對于某些制造商而言，集成熱管理模塊的范圍已在車輛設(shè)計(jì)中放在首位，大多數(shù)熱管理組件已模塊化，模塊化具有通過減少系統(tǒng)占用的體積來改善布局的效果。由于零件本身的體積，因此必須首先就整體車輛布局對集成模塊進(jìn)行審查。

結(jié)果，根據(jù)<圖7>所示的熱管理模塊的布置，正在開發(fā)車輛PE室的完全不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

圖4 Tayan4S冷卻液回路

圖5 Tesla Y型制冷劑流量

圖6 Tesla Y型熱管理帽

圖7 Tesla Y型PEI結(jié)構(gòu)

圖8 R29 D Secondary loop system

圖9 輻射加熱

▎總里程

盡管電動汽車具有許多優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)之一是由于使用空調(diào)而導(dǎo)致冬季的行駛距離大大縮短，因此，人們正在開發(fā)各種技術(shù)來克服這一問題。

第一個(gè)也是最活躍的領(lǐng)域是熱泵。 為了提高熱泵的效率，重要的是要有效地回收廢熱，迫切需要開發(fā)一種能夠根據(jù)外部空氣和PE電池的運(yùn)行條件選擇最有效的廢熱回收部件來運(yùn)行的電路。另外，還應(yīng)同時(shí)開發(fā)一種母結(jié)構(gòu)，以最大程度地減少因復(fù)雜回路引起的成本增加。

正在開發(fā)的第二項(xiàng)技術(shù)是開發(fā)一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用針對熱泵進(jìn)行了優(yōu)化的新型制冷劑，當(dāng)前的R1234f制冷劑不僅是熱泵性能較差的制冷劑，而且還存在價(jià)格昂貴的缺點(diǎn)，即制冷劑R290。R744系統(tǒng)需要開發(fā)，并且正在中國和印度積極開發(fā)中。

第三領(lǐng)域是新的供暖方法的發(fā)展，現(xiàn)有的通過對空房子進(jìn)行供暖來提高室內(nèi)溫度的系統(tǒng)基本上會造成通風(fēng)損失，從而使加熱后的室內(nèi)空氣排到室外，并且無法有效地將熱量傳遞到室內(nèi)。因此，有必要發(fā)展接近度和輻射加熱，以較少的能量增加熱感。

▎自動駕駛車輛反應(yīng)

在自動駕駛時(shí)代，車輛的外觀和內(nèi)部形狀將發(fā)生很大變化，座椅的變化將與過去完全不同，因此，新的空調(diào)結(jié)構(gòu)，風(fēng)道，需要開發(fā)用于空間和多功能空間的結(jié)構(gòu)，并且必須開發(fā)新的熱舒適性概念來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

在EV中，需要針對與現(xiàn)有對象完全不同的對象進(jìn)行熱管理，并且需要對該概念進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)，即，傳統(tǒng)的恒溫器型機(jī)械熱管理系統(tǒng)概念不能應(yīng)用于電動車輛。電動汽車的管理電路就像電子設(shè)備一樣，可以說具有與PCB相同的形狀，需要復(fù)雜的電路，集成的模塊類型以及智能控制。該電路被認(rèn)為與準(zhǔn)未來國家的時(shí)代相似，當(dāng)時(shí)尚未確定主流技術(shù)，此外，隨著車輛內(nèi)部形狀的變化，必須開發(fā)合適的熱管理電路概念由于上述原因，不受現(xiàn)有概念約束的新創(chuàng)業(yè)公司可能對開發(fā)非常有利。

顯然，電動汽車集成熱管理技術(shù)領(lǐng)域需要發(fā)生重大變化，并且發(fā)展正在積極進(jìn)行中，并且有望在未來進(jìn)一步加速。

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