汽車熱管理系統

  汽車熱管理系統的作用愈發受到重視。早期汽車研究中並沒有熱管理這個細分領域，與之相關的主要有調節車艙溫度的空調系統，幫助發動機降溫的冷卻系統等等。後來汽車消費者逐漸提高對空調的舒適度要求以及對節能降費的要求，國家也逐漸提高對油耗排放等要求；而且，在汽車電動智慧化浪潮下，新能源汽車高速發展，而新能源汽車的續航和安全等問題尤為突出，汽車熱管理顯得越來越重要，因此未來熱管理行業需求的確定性高。

  汽車熱管理是通過對熱量的管理來實現車艙升降溫及汽車各個系統的正常運行。車艙升降溫主要通過汽車空調系統實現，汽車各個系統的正常運行主要通過其他熱管理系統來實現。傳統汽車和新能源汽車的熱管理系統的具體構成具有一定差別，由於新能源汽車正在飛速發展，能夠把握新能源汽車熱管理系統需求升級機遇的企業，有望實現快速增長。

  電池熱管理系統的作用是對電池的溫度進行監控並根據需要主動控制電池溫度。電池所處環境的溫度決定了電池的性能，若溫度過高會造成電池壽命縮減甚至引發安全問題，若溫度過低會造成電池放電能力變弱，電池使用時間減少。

因此，需要對電池進行熱管理，首先測量確定電池的最優工作溫度範圍，然後計算電池熱場及對工作期間溫度預測，根據這些資訊選擇電池組的傳熱介質和設計散熱結構，使得電池工作期間的溫度保持在最優範圍內。比如刀片電池採用創新的電池熱管理方式，刀片電池的液冷板佈置在電芯上方，同時在電芯與電芯之間設計了導熱層，這種方案的熱交換面積比傳統方型電芯大很多，能夠有效的將電芯的熱量傳遞給水冷板，使得刀片電池的熱管理效果較為優異。

  電池熱管理系統按照技術類型劃分為液冷系統（包括直接液冷系統和獨立回路液冷系統）、風冷系統和相變材料系統，其中相變材料目前尚處於研究階段。

   表：電池熱管理技術對比

（1）液冷是主流的技術路線，未來有望保持主要地位

液冷系統按照技術不同，可以分為直接液冷系統和獨立回路液冷系統。

直接液冷系統將電池包內部的板式蒸發器通入製冷劑R134a，並接入空調製冷劑回路，利用蒸發吸熱，從而達到帶走電池包熱量的作用。使用該系統的代表車型有寶馬i3、奧迪A6、賓士S400等。

獨立回路液冷系統中電池設計有獨立的冷卻劑（水乙二醇）回路，當電池溫度較低時（38-45℃），通過低溫散熱器進行冷卻；當電池溫度較高時（45℃以上），系統會通過電池冷卻器Chiller與空調製冷劑回路進行熱交換完成冷卻；而當電池溫度過低時，回路上的加熱器如PTC加熱器開始工作對電池加熱。使用該系統的代表車型有江淮iEV7S、比亞迪宋、雪佛蘭Bolt等。

作者:遠瞻智庫 發布日期:2021 年 03 月 02 日  汽車熱管理專題研究：汽車電動化浪潮下，熱管理重視度提升 https://kknews.cc/zh-hk/tech/g4n4a6e.html
文章編輯 高柏行銷團隊

作者 林唯耕教授 學歷 | 美國馬里蘭大學博士 現職 | 國立清華大學，工程與系統科學系，兼任教授 專長 | 電子構裝散熱、熱管、環路式熱管(CPL，LHP，PHP)、節能設計、太陽能儲熱與冷卻、熱流系統、電子元件之冷卻、雙相流、人造衛星暨高空飛行物之熱傳元件