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新能源汽车热管理系统行业研究报告:热管理市场的价值(34页)

行业报告下载 2019-09-17 27 管理员

汽车热管理系统是从系统集成和整体角度出发,统筹热量与发动机及整车之间的关系, 采用综合手段控制和优化热量传递的系统。根据行车工况和环境条件,自动调节冷却强 度以保证被冷却对象工作在最佳温度范围,从而优化整车的环保性能和节能效果,同时 改善汽车运行安全性和驾驶舒适性等。广义汽车热管理主要包括发动机冷却系统、空调 系统、电池热管理系统等。 内燃机车辆的热管理策略成熟而稳定,功能上将其分为动力舱热系统和座舱热系统两大 部分组成,发动机循环、空调循环、中冷循环三大循环。发动机冷循环总体较为简单, 包括发动机、散热器、节温器、水泵;空调循环主要零部件为冷凝器、压缩机、膨胀阀 等;增压中冷系统的作用是提高发动机进气量以提升发动机的动力特性,问题是增压器 增压后的空气的温度很高直接进入发动机会加速发动机内润滑油的老化,需要中冷器降 低进气的温度,其主要零部件包括增压器、中冷器。

新能源新增电池、电机及电子部件等冷却需求,相当于传统汽车热管理加上三电热管理, 同时意味着新能源的热管理策略更为复杂,要求更高: 1. 汽车空调:1)传统燃油车空调系统是发动机驱动压缩机工作,而电动车只能采用电动 压缩机;2)燃油车制冷过程空调与发动机相对独立,而电动车的三电冷却系统联系紧密, 一般电池冷却系统与空调系统共用冷源;3)燃油车制热过程是通过发动机作为热源,采 用水泵驱动水循环制热,电动车目前多采用 PTC 加热(热敏电阻),未来趋势是能效更高 的热泵空调系统。2. 电池热管理:动力电池最佳工作温度范围约 20-30℃,低温时电池容量较低,充放电性 能差;高温时电池循环寿命会缩短,过高温度工作甚至会出现爆炸等安全问题。多个电 池单体通过串并联方式组成电池组,在充放电时产生的热量相互影响。动力电池组保持 在合理的温度范围内工作需要复杂的电池热管理系统。 3. 电机及功率件热管理:电动车的电机及电控等功率件工作时散热需求较高,通常需要 主动冷却,这一类部件往往也只需要冷却装置。

传统汽车空调系统一般由制冷系统、供暖系统、通风系统、控制系统组成, 主要部件 包括压缩机、冷凝器、贮液器、膨胀阀、蒸发器、风扇和管路等。新能源汽车与传统 汽车的空调系统热管理在驱动力和制热源两方面存在较大差别。 新能源汽车空调的制冷系统中,由于纯电动汽车没有发动机,压缩机需要靠电力驱 动。该系统的基本原理为:电池组的直流电通过逆变器为空调驱动电动机供电,空调 电动机带动压缩机旋转,从而形成制冷循环。电动压缩机制冷空调系统对于传统汽车空调系统的改变较小,在结构上只是将压缩机的驱动动力源由发动机变为驱动电动 机。

目前新能源汽车空调制热主要是采用电加热设备,如 PTC 电加热器(PTC 是指正温 度系数热敏电阻)。PTC 热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻,它的电 阻随湿度变化而急剧变化,当外界温度降低,PTC 电阻值随之减小,发热量会相应 增加。流经加热器表面的冷空气被加热后送入车内以实现制热。 热泵式空调是最理想的汽车控温方式。汽车用高效电动空调(热泵)压缩机技术将有效 解决新能源汽车没有发动机余热的情况下,汽车空调的制热功能,该项技术将大幅提 升能效比。其本质就是热量在不同空间之间的运输,可实现制冷和采暖的功能,换向 四通阀和双向膨胀阀是冷热一体化的关键部件。2013 款的雷诺 Zoe 纯电动汽车和 2013 年以后的日产 LEAF 就使用了来自日本电装 Denso 的热泵空调系统。另外还 有本田 EV 电动汽车、宝马 I3 纯电动汽车也采用了热泵空调系统。

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标签: 汽车|汽车零部件

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