來源：電動汽車集成熱管理技術趨勢和未來趨勢；IAB研究，AUTO

在未來，可以稱之為電動汽車時代，今天仍然有許多電動汽車在運行，隨著電動汽車時代的到來，熱管理領域比現有的內燃機汽車更加重要，并且繼續發展。希望展示未來的技術趨勢和必要的技術。

由于各國對二氧化碳，法規和燃油經濟性法規的加強，電動汽車的開發和銷售正在加速，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，與現有的內燃機汽車相比，新安裝了諸如電池，電動機和功率轉換器（PE：Power Electric）之類的零件，而發動機則消失了。熱管理是基于燃油經濟性，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％，原因是在內燃機汽車的情況下，室內采暖由冷卻水冷卻，由于它利用廢熱，因此對燃油經濟性影響不大。在冷卻的情況下，發動機的動能通過皮帶傳遞并由空調使用，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，并考慮當前的趨勢和未來的發展方向。

▎熱管理集成電路

電動汽車的熱管理通常由五個電路組成，

首先是PE冷卻電路，可以冷卻電源轉換器和電機，通常使用散熱器將冷卻水和廢物冷卻到PE上。PE產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，當電池溫度高時，耐久性會降低，因此有必要冷卻電池以保持適當的溫度。與外部溫度明顯不同，請使用空調制冷劑，當外部溫度與電池溫度之差較大時，即當外部溫度較高時，有一種使用二手制冷機并通過散熱器冷卻的模式。另外，電池熱管理電路具有加熱功能，以確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加熱和加熱電池的情況下，有時使用HeatPump的室內散熱器。

第四種是制冷劑回路，在常規的內燃機車輛中，制冷劑回路是用于室內冷卻的空調回路，但是在電動車輛中，除了室內冷卻之外，還用于電池冷卻的冷卻方式是自冷卻。驅動計算機冷卻，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分配冷卻性能來加熱，其功能也越來越復雜。

最后，它是計算冷卻，這是配置自動駕駛車輛時必不可少的部分，有關冷卻和加熱功能的具體細節目前正在審查中。

熱管理電路的最大問題是，這些電路中的每一個都不是獨立配置的；每個電路是有機連接的，并且隨著功能的增加而變得更加復雜。

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，計算機和制冷劑回路均構成散熱器，并使用共用一個回路的回路。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用于使用制冷劑的方法，該制冷劑由電池，自動駕駛計算和室內冷卻回路共享。，用于加熱和加熱，使用熱泵電路連接到每個電路以吸收廢熱，每個模式通常以7到14個模式運行。

圖1 熱管理電路的相互關系

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

根據電動汽車的類型和用途，電池，電源轉換器和電動機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配置最佳模式的電路是最好的電路，因此，每個公司都在積極研究開發自己的電路，并且這是一個不斷發展的領域。

圖2 Tesla模式Y制冷劑回路（專利）

圖3 Tesla模式Y冷卻液回路（專利）

▎模塊化

熱管理技術領域的下一個重要部分是模塊化，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，并在模塊內實現復雜的規格管理功能，從而有效地生產少量的各種類型。

根據V的特性確定電路時，下一步是確定模塊的范圍，根據模塊范圍確定模塊中組件的排列和結構，特別是集成熱敏電阻。如前所述，管理回路必須非常復雜，如果將一個復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由大量軟管和管道組成的復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計中放在首位，大多數熱管理組件已模塊化，模塊化具有通過減少系統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行審查。

結果，根據<圖7>所示的熱管理模塊的布置，正在開發車輛PE室的完全不同的內部結構。

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結構

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點，但缺點之一是由于使用空調而導致冬季的行駛距離大大縮短，因此，人們正在開發各種技術來克服這一問題。

第一個也是最活躍的領域是熱泵。 為了提高熱泵的效率，重要的是要有效地回收廢熱，迫切需要開發一種能夠根據外部空氣和PE電池的運行條件選擇最有效的廢熱回收部件來運行的電路。另外，還應同時開發一種母結構，以最大程度地減少因復雜回路引起的成本增加。

正在開發的第二項技術是開發一種系統，該系統使用針對熱泵進行了優化的新型制冷劑，當前的R1234f制冷劑不僅是熱泵性能較差的制冷劑，而且還存在價格昂貴的缺點，即制冷劑R290。R744系統需要開發，并且正在中國和印度積極開發中。

第三領域是新的供暖方法的發展，現有的通過對空房子進行供暖來提高室內溫度的系統基本上會造成通風損失，從而使加熱后的室內空氣排到室外，并且無法有效地將熱量傳遞到室內。因此，有必要發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

在自動駕駛時代，車輛的外觀和內部形狀將發生很大變化，座椅的變化將與過去完全不同，因此，新的空調結構，風道，需要開發用于空間和多功能空間的結構，并且必須開發新的熱舒適性概念來實現這一點。

在EV中，需要針對與現有對象完全不同的對象進行熱管理，并且需要對該概念進行系統開發，即，傳統的恒溫器型機械熱管理系統概念不能應用于電動車輛。電動汽車的管理電路就像電子設備一樣，可以說具有與PCB相同的形狀，需要復雜的電路，集成的模塊類型以及智能控制。該電路被認為與準未來國家的時代相似，當時尚未確定主流技術，此外，隨著車輛內部形狀的變化，必須開發合適的熱管理電路概念由于上述原因，不受現有概念約束的新創業公司可能對開發非常有利。

顯然，電動汽車集成熱管理技術領域需要發生重大變化，并且發展正在積極進行中，并且有望在未來進一步加速。

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