新能源车热管理系统_新能源车热管理系统故障

热管理系统是决定新能源汽车续航、安全、动力及可靠性的核心技术之一。那么到底什么是热管理？什么是好的热管理系统？

 

热管理系统是决定新能源汽车续航、安全、动力及可靠性的核心技术之一。那么到底什么是热管理？什么是好的热管理系统？

热管理一、热管理系统概述热管理系统（Thermal Management System，TMS）是从整车角度统筹车辆发动机、空调、电池、电机等相关部件及子系统的热量，有效解决整车热相关问题，使得各功能模块处于最佳温度工况区间，从而提高整车经济性和动力性，并保证车辆安全行驶。

新能源汽车的热管理系统是从燃油车热管理系统衍生而来，除了燃油车热管理系统的共同部分，如混动车型的发动机冷却系统、空调系统外，又多了和“三电”相关的温度管理新能源汽车产生热量的主要部件包括电池和电驱，而这两个部分对温度都非常敏感。

因此，热管理不仅影响电动车的能耗和性能，更重要的是，它还直接关系到车辆的安全性二、热管理系统的组成电动车的热管理系统主要有：座舱热管理、电池热管理、电驱系统热管理。

电池冷却与加热

电驱散热

座舱热管理1）座舱热管理与燃油车类似，负责座舱的冷暖温度调节，确保车辆的舒适性，但和燃油车不同的是，使用不同的空调还会对新能源车的续航产生非常重要的影响2）电池热管理既负责电池的高温冷却还要负责低温加热，确保电池的充放电安全和使用寿命，它是热管理系统中最复杂的。

3）电驱系统热管理主要负责电驱系统的散热冷却，确保电驱系统在长时间、高速等情况下持续稳定的工作1.座舱热管理座舱热管理主要包括空调制冷系统和制热系统其中空调制冷系统与燃油车的原理一样，利用空调压缩机进行制冷。

但制热系统和燃油车差异较大由于电动车动力单元发热有限，无法像燃油车那样利用发动机的余热进行制热，因此需要额外设计制热系统目前主流制热方式有PTC（Positive Temperature Coefficient）加热和热泵空调两种。

1）PTC加热PTC加热有风暖和水暖两种类型风暖PTC是直接加热空气，好比家用“小太阳”取暖器，它成本低、制热速度快，结构简单，但电耗大、安全系数低而水暖PTC则是通过加热冷却液来制热，好比家用“油汀”。

相比风暖PTC电耗低、安全系数高，但成本相对较高、结构复杂且制热速度慢相对而言，带PTC加热的电动车，水暖PTC优于风暖PTC某平台的冬季实测中，采用风暖PTC的特斯拉Model Y续航达成率仅为39.68%，而采用水暖PTC的腾势N7续航达成率为53.41%。

小太阳取暖器

油汀取暖器2）热泵空调热泵空调热泵空调好比家用的“冷暖空调”，承担了座舱热管理和电池热管理两大职责。

空调

热泵工作原理

冬季车主梦魇冬天是大多数电动车车主的梦魇电动车一开暖风，续航近乎“腰斩”，热泵空调就很好的解决了这个问题热泵是利用蒸发吸热，液化放热的原理，驱动制冷剂搬运热量进行制热简单理解就是“热泵不生产热，只是热的搬运工”关于热泵空调更多内容，例如用户实测：标配水暖PTC加热的特斯拉Model 3和选装热泵空调的特斯拉Model3，在同等测试条件下，经过3小时运行，热泵空调掉电仅为3%，而水暖PTC掉电超10%以上，是热泵的3倍。

但热泵空调也有缺陷，主要是普通热泵在极端低温环境的加热效果受限目前比较优秀的热泵技术是大众集团率先研发量产的二氧化碳（R744）热泵相较于普通热泵最低温度-30℃的工作温度下限，R744拥有超低沸点和环保特性，在-35℃仍可正常工作（理论最低可达-70℃），可适应华北和东北等极寒地区。

2.电池热管理

电池热管理高温会威胁电池安全，加速电池衰减甚至引发自燃目前广泛使用的三元锂电池热失控温度在200℃左右，磷酸铁锂电池热失控温度在500℃以上低温影响电池性能低温环境下锂离子活跃度大幅下降，影响电池的充放电速度和续航。

低温环境下强制大功率充电，甚至会导致电芯内部析锂结晶，加剧电池老化，对电池产生不可逆的伤害所以电池热管理负责电池高温时冷却和低温时加热，时刻保持最佳工作温度，确保电池的性能和安全

电池液冷

冷媒直冷目前主流的电池冷却方式有液冷和冷媒直冷1.液冷液冷是在电池模组之间或底部设置冷却管路，不但能对电池进行冷却，还能在低温时对电池进行加热液冷的冷却效果好、均温性能好，能最大程度的防止电芯热失控，从而保证电池大功率输出以及充电时的安全性。

但其制造及维修成本高、结构复杂，对设计研发技术要求高2.冷媒直冷冷媒直冷是在电池包上方铺设一块冷媒板，原理类似于空调的冷媒在蒸发器中蒸发时带走热量从而实现冷却，好比商超使用的冷鲜柜它的冷却速度快，效率是液冷的3-4倍，而且结构简单、制造及维修成本低。

但是采用冷媒直冷容易造成电池温度不均匀（尤其对大电池），无法满足电动车快充需求因此液冷式的电池热管理系统，既能确保安全又能充电快目前行业主流的电池加热技术是利用电机余热、PTC或热泵空调等方式来进行加热。

从行业现状来看，低端品牌新能源车基于成本及设计难度的考量，大部分选择PTC加热，所以电耗大续航达成率低而中端品牌新能源车为了降低能耗，提升续航达成率，并且避免热泵空调在极端寒冷的情况下加热效果受限的问题，通常会采用PTC加热+热泵组合的方式。

3.电驱系统热管理

电驱系统热管理

电驱液冷高温会引发永磁同步电机中的永磁体退磁、电机铜绕组电阻增大、绝缘材料性能下降、轴承润滑失效、结构稳定性受影响等一系列问题，严重影响电驱的性能、寿命和安全性这时就需要电驱热管理系统对驱动电机及电机控制器进行冷却降温，确保车辆高效强劲的运行。

目前主流的电驱系统采用液冷方式，通过循环冷却液将电机产生的热量带走，并通过散热器将热量散发到空气中它的散热效果好，稳定性高，但结构复杂，成本高热管理系统在车辆内部，看不见摸不着，那么如何去评判一台新能源汽车电驱热管理水平的优劣呢？能否长时间高速运行是衡量电驱系统热管理最好的手段。

最好的检验方式就是长时间的赛道测试以及“连续弹射起步的次数”因为连续弹射起步会让电驱系统短时间内积聚高温，引起性能衰减甚至故障，这些是诸多品牌避而不谈的话题目前行业主流电驱系统采用液冷的方式，核心区别是冷却介质和冷却管路的设计差异，想要冷却效果好，需用油液替代水作为冷却介质，并设计复杂精密的冷却管路来达成，这对制造成本、设计和研发能力提出巨大挑战，如奔驰EQS、奥迪e-tron等豪华品牌采用水冷介质，而新Panamera E-Hybrid采用油冷介质，并设计了与变速箱共用的一套先进冷却系统，大幅提升动力性能，再次成为超豪华品牌电驱系统热管理的技术标杆。

所以无论是苛刻的赛道验证还是出色的连续弹射次数验证，都是保时捷拥有行业最领先的电驱热管理技术的最佳例证热管理技术决定了车辆的舒适、续航、安全和动力等性能电动车热管理的效能，是凸显性能和日常实用性的真功夫。