舒不舒服还得看我,关于电动汽车温控系统的科普贴

小鹏汽车

温控系统是整车不可或缺的一部分,它不仅为驾乘人员提供舒适的驾乘环境,更要有效保证某些零部件正常、高效工作。

温控系统,顾名思义,就是整车温度控制系统,又称整车热管理系统,主要功能就是对整车内部温度及部件工作环境温度进行控制和调节作用,以保证部件能正常工作,给乘员提供舒适的乘坐环境。

对于传统汽油车而言,温控系统主要包含空调系统和发动机冷却系统,两个系统相对独立。在此就不累诉了,附两张图给大家复习加深影响。

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空调制冷采暖系统

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对于纯电动汽车而言,可根据各个部件工作温度要求,一般会设计有:空调制冷系统、采暖系统、电机冷却系统和电池温度控制系统。

空调制冷系统,与传统车类似,使用电动压缩机取代传统压缩机(发动机带动)。主要包含电动压缩机,冷凝器、储液罐、膨胀阀、蒸发器、冷却风扇、鼓风机等零部件。

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采暖系统,目前主要有两种方案。

一种是采用PTC空气加热器直接加热空气,取代传统车上的暖风芯体。冷空气直接流经加热器表面,加热后送入车内。这种方案成本比较低,但由于PTC接入乘员舱内,存在一定的安全风险;此外加热器表面温度比较高,容易将周边塑料烤热发出异味。在设计加热器的安装位置时需要留意。

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第二种方案是,采用PTC水加热器间接加热空气。保留传统空调的暖风芯体,外接一套PTC加热循环回路。PTC先把水加热,热水流入暖风芯体与冷空气换热,冷空气被加热后送入乘员舱内。整套回路布置与前舱内,避免了高压接入乘员舱内的安全隐患;加热后的水温不会烤热塑料而发出异味。但这套系统增加了PTC、水泵、管路等零部件,成本较高。

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电机冷却系统,这套系统跟发动机冷却系统相似,一般由电动水泵、散热器、冷却风扇、膨胀水壶和管路等部件组成。如果车内的电子功率件(电机控制器、DCDC等)的冷却方式与电机的相同,一般会把功率件也串联在此回路里面,根据各个零部件的温度特性进行排布。

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电池温控系统,现在主要有两种方案。

风冷模式,主要是强制冷风流经电池表面进行换热冷却。这种方案受外界环境影响比较大,特别是高温天气下,需要从乘员舱引入冷风,换热效率比较低;因入口风温比较难控制,故电池温度也比较难控制。

水冷模式,即电池采用水冷方式换热。其结构如下图所示。一般会增加一个换热器与制冷循环耦合起来,通过制冷剂将电池的热量带走。整个系统主要包括:电子水泵,换热器,电池散热板,PTC加热器、膨胀水箱。电池需要冷却时,电池通过散热板与冷却液进行换热,加热后的冷却液被电子水泵送入换热器内,在换热器内部一侧通入制冷剂,一侧通入冷却液,两者在换热器内充分换热,热量被制冷剂带走,冷水流出换热器在流入电池,形成一个循环。电池需要加热时,关闭制冷回路,开启PTC加热器,冷却液被加热后送入电池内部,通过散热板加热电池。可以通过控制制冷回路通断以及控制PTC加热功率,来控制冷却热的温度,从而控制电池内部温度。此种方案系统比较复杂,成本比较高。

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相比传统车,电动车的温控系统变得越来越复杂,要求越来越高。其中制冷系统和采暖系统还是电动车的用电大户,特别是采暖系统,当冬季行驶打开PTC加热器采暖时,几乎三分之一的电量用于制热,将严重影响续航里程。

如果将整车比作一个社会系统的话,温控系统就是这个社会里的服务部门,服务于车辆关键部件,服务于驾乘人员,其目的是使部件工作舒服,驾乘人员驾乘舒服。而我们也正在积极研究如何合理利用车内部件的冷热源,开发新的技术方案,致力于寻求最佳解决方案,使整车更安全,更舒适!

作者:小鹏汽车

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