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结合新能源汽车三电系统的整车热管理开发
郭祥麟
华晨汽车工程研究院
2020-06/10-12
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内容
1.热管理系统概述
2.电机能量损耗及热管理
3.功率控制器能量损耗及热管理
4.电池热管理系统
5.热泵空调机理及CO2冷却剂应用
6.燃料电池水热管理应用案例
7.一些异类(Not-in-Kind)热管理技术
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1.热管理系统概述
•电池热失控是近期新能源汽车起火事故的主因之一，所谓电池热失控,即
电池在短时间内到达一定温度，会产生连锁热反应。
•有电化学原因，如电池包本身温度不均匀、局部区域温度高等。有操作
原因,如使用快充模式充电,造成过电压或过电流。同时,也有机械原因，
如电池进水、受到碰撞等。
•国家补贴政策注重继续提高续驶里程的指标造成我国追求电池高比能量密度也是导致起火
的主要原因之一。电池高镍化提高了比容量，也让电池的热失控温度和安全性逐步下降。
三元锂离子电池热失控温度不足200℃，尤其是三元材料在达到一定温度时分解释放出极活
泼的初生态氧，即使在没有外界氧气供应的情况下，电池内部也已经完整地具备了燃烧要
素，这也是三元锂离子电池起火后，火势蔓延迅速且难以扑灭的原因。
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1.热管理系统概述
•TheelectricdrivethermalmanagementsystemneedstobeintegratedintoexistingvehiclethermalmanagementsystemsforEV/HEV.
•InEV/HEV,additionalcoolinglooptoaddedtovehiclethermalmanagementsystem.
•一般而言，高温冷却系统用于发动机和电驱动系统，低温冷却系统用于HVAC和电驱动系统(包含电池MBS)。
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1.热管理系统概述
新能源汽车冷却循环
•新能源汽车的热管理系统相较于传统燃油车主要体现在四方面：
-新增多项零部件：动力电池散热回路，增加了chiller（电池冷却器）、动力电池冷却水板、阀件等；座舱制暖需增加PTC或热泵。
-空调压缩机、水泵电动化使得单件成本提高。
-更高功率的电动空调压缩机。动力电池散热回路通常与空调系统并联，依靠空调制冷来冷却电池。高温天气时，空调同时为座舱和电池制冷，空调系
统
的工作负荷增大，因此需要更高功率的电动空调压缩机。
-电机电控散热要求更高。电机温度过高容易产生热磁退，电子元器件在温度过高的情况下，会出现性能下降或损坏的情况，故电机电控对散热系统要求
较高。部分新能源汽车如特斯拉model3驱动电机已经采用油冷方式散热。
•机械泵是由发动机来驱动，电子泵是由电动
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