新能源汽车热管理浅析

新能源汽车热管理浅析

汽车热管理根据能量来源不同分为传统燃油车（ICE）、混动汽车PHEV、纯电动汽车EV、燃料电池汽车FCV的热管理，那么对于车的不同，热管理的对象也是有所区别的。

如下图为不同类别车型热管理系统划分：

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新能源汽车的热管理系统

新能源汽车的动力电池需要精细的散热和加热管理。相比于燃油车，新能源汽车新增动力电池热管理回路（增加chiller、电池冷却水板、阀件、PTC 等）。

如下图所示，为新能源热管理系统主要零部件及其构成：

对于新能源汽车来说，大家关注的核心点之一就是其续航能力。续航能力受制于电池性、整车电耗等等因素。

新能源汽车以纯电动为例，环境温度严重影响电池的性能，一般而言，三元锂电池的最适宜使用温度在15℃-35℃区间。在此区间，电池的性能最好。低温下使用锂离子电池易造成不可逆的损伤和潜在危险，高温会对材料的稳定性产生负面的影响，从而导致材料循环性能下降，严重情况下会导致电池过热从而产生严重危害。

锂电池是一个重要的能源，在汽车里面可以分为12V电池、48V电池、HEV高压电池、PHEV电池和BEV电池。这些电池从3.6Ah逐渐上升到200Ah以上。从热管理的角度，可以分为被动散热、 液冷和冷媒直冷等方式。

*12V电池：辅助供电，电流大，需要被动散热

*48V和HEV电池：能量回收，电流大，在设计中可以采用被动散热、风冷两种不同的形式，也有企业考虑选用液冷

*动力电池：驱动车辆，功率输出持续性，目前主流的选择是采用主动冷却的方式进行

在汽车里面，锂电池的工作温度区间是有限的，如下图所示，在低温区和高温区，温度都会影响电池的工作特性，特别是在高温区影响电池寿命，低温区工作甚至会影响安全。

因此电动汽车的动力锂电池组热设计是保证电池可靠工作的关键技术，而如何把电芯的热量导出来是核心的设计考量因素。通常动力电池组液冷散热部分由液冷管和导热胶组成，液冷管包括内部的冷却液，重要完成锂离子电池组工作出现热量的散热，导热胶完成电芯与液冷管之间的热传导。导热胶是目前新能源电动汽车应用较为广泛的导热材料，能够在室温条件下通过加成固化反应形成一种柔软、有弹性且表面具有粘附性的有机硅弹性体，同时还具有优异的电气绝缘性能。

以下为导热胶的传导示意图：

随着产业界对于10年100万公里甚至是15年200万公里的电池寿命目标的提出，未来电池的热管理会扮演越来越重要的角色。

随着国家政策的推动和人们环保意识的增强，新能源汽车的普及程度正在逐渐加深中。当然，这一情况也离不开新能源汽车技术的进步，其中一项就是新能源汽车电机的散热技术。

从传统发动机散热技术和新能源汽车散热实际应用效果看，水冷和风冷是新能源汽车散热主要的两种方式。

电机作为纯电动新能源汽车的驱动，可实现极低排放或零排放。纯电动汽车在驱动与回收能量的工作过程中，电机的定子铁芯、定子绕组在运动过程中都会产生损耗，这些损耗以热量的形式向外发散，因此就需要有效的冷却介质及冷却方式来带走热量，保证电机在一个稳定的冷热循环平衡的通风系统中安全可靠的运行。而电机冷却系统设计的好坏，将直接影响电机的安全运行和使用寿命。

综上所述，汽车热管理技术不仅有助于提升电量分配效率延长续航里程，在节能减排的大势下，随着新能源汽车技术的快速发展，在带来较大挑战的同时也使其面临更多机遇和发展空间。相信在行业的共同推动下，新能源汽车热管理技术将进入一个崭新的发展阶段。