續(xù)航、安全全靠它！揭秘新能源汽車(chē)熱管理的“突圍密碼”

在“雙碳”目標(biāo)、能源革命的時(shí)代背景下，新能源汽車(chē)以其節(jié)能環(huán)保、低碳高效的優(yōu)勢(shì)，成為汽車(chē)工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)。根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，2025年1至11月，中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量均接近1500萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)均超過(guò)30%。出口方面，新能源汽車(chē)出口231.5萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)超過(guò)100%。新能源汽車(chē)的性能、安全性和續(xù)航能力在很大程度上取決于其熱管理技術(shù)的應(yīng)用效果，快速增長(zhǎng)的新能源市場(chǎng)為新能源汽車(chē)熱管理提供了巨大的市場(chǎng)空間。

圖源：中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)

新能源汽車(chē)的核心部件在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。鋰離子電池的最佳工作溫度通常在20-40℃之間，如果溫度過(guò)低，電池內(nèi)部的電解液黏度增加，鋰離子遷移受阻，導(dǎo)致內(nèi)阻增大，充放電性能急劇下降，電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程會(huì)大幅縮水，還可能在充電過(guò)程中引發(fā)析鋰現(xiàn)象，帶來(lái)安全隱患；而當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)加劇，副反應(yīng)增多，加速電池容量衰減，長(zhǎng)期高溫可能觸發(fā)熱失控，引發(fā)起火、爆炸等嚴(yán)重事故。此外，熱管理還直接關(guān)系到用戶(hù)的駕駛體驗(yàn)。空調(diào)系統(tǒng)的制冷制熱速度、車(chē)內(nèi)噪音控制、空氣質(zhì)量調(diào)節(jié)，都與熱管理系統(tǒng)息息相關(guān)。

01.

新能源汽車(chē)熱管理框架

汽車(chē)熱管理系統(tǒng)涵蓋電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、空調(diào)及綜合管理平臺(tái)等子系統(tǒng)，各模塊既獨(dú)立運(yùn)行又相互耦合。

圖源：上海控安

動(dòng)力電池?zé)峁芾?/strong>作為系統(tǒng)核心環(huán)節(jié)，其熱控制目標(biāo)為抑制電芯間溫差、保持適溫區(qū)間、應(yīng)對(duì)大倍率充放電下的瞬態(tài)熱沖擊。當(dāng)前普遍采用液冷技術(shù)為主，輔以風(fēng)冷、熱管或相變材料等被動(dòng)散熱方式，液冷路徑中常布置冷卻板、換熱器和泵閥單元，通過(guò)精細(xì)化流道設(shè)計(jì)提高換熱效率。部分高端車(chē)型引入制冷劑直冷方案以進(jìn)一步提升響應(yīng)速度和控溫精度，在嚴(yán)寒或酷熱工況下輔以PTC加熱或集成熱泵模塊增強(qiáng)系統(tǒng)靈活性。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)及電控系統(tǒng)熱管理對(duì)整車(chē)高負(fù)荷性能表現(xiàn)具有重要影響。目前主流方案以電機(jī)殼體液冷與控制器油冷相結(jié)合，通過(guò)獨(dú)立冷卻回路或與電池系統(tǒng)共用換熱模塊實(shí)現(xiàn)熱耦合。為提升整車(chē)集成度與空間利用率，一體化電驅(qū)系統(tǒng)逐漸普及，在結(jié)構(gòu)緊湊性的前提下增加了熱流路徑設(shè)計(jì)復(fù)雜度。部分整車(chē)廠采用電機(jī)-變速器-電控三合一平臺(tái)，在殼體內(nèi)嵌套冷卻通道并通過(guò)共享冷媒路徑進(jìn)行余熱再利用，以降低系統(tǒng)總能耗。

圖源：三花智控

乘員艙熱管理系統(tǒng)在確保乘客舒適度、提升能源效率以及延長(zhǎng)電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程方面起著至關(guān)重要的作用。在電動(dòng)汽車(chē)的早期階段，座艙熱管理主要依靠PTC加熱器，該技術(shù)雖能迅速提供熱量，但因能效比低而效率不高，這直接影響了電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程。熱泵系統(tǒng)因其更高的能效比而逐漸取代了PTC加熱方式，顯著提升了制熱效率，并在理論上能顯著延長(zhǎng)電動(dòng)汽車(chē)在冬季的續(xù)航能力。

02

國(guó)內(nèi)外汽車(chē)熱管理布局

隨著新能源汽車(chē)普及程度的提高，新能源汽車(chē)熱管理市場(chǎng)規(guī)模正快速擴(kuò)張。國(guó)外電裝、翰昂、法雷奧、馬勒等國(guó)際巨頭憑借在傳統(tǒng)燃油車(chē)熱管理領(lǐng)域的技術(shù)積累，占據(jù)了全球市場(chǎng)的主導(dǎo)地位，這些企業(yè)在新能源汽車(chē)熱管理領(lǐng)域也表現(xiàn)出強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。

我國(guó)部分以傳統(tǒng)汽車(chē)熱管理業(yè)務(wù)為主的零部件公司，如三花智控、銀輪股份、奧特佳等，在新能源汽車(chē)領(lǐng)域發(fā)展較快，已由部件配套的階段轉(zhuǎn)向配套系統(tǒng)產(chǎn)品階段。從趨勢(shì)來(lái)看，中國(guó)本土熱管理企業(yè)兼具貼近市場(chǎng)和低成本兩大優(yōu)勢(shì)，隨著技術(shù)進(jìn)步及市場(chǎng)的成熟，國(guó)內(nèi)品牌有望在新能源熱管理部件產(chǎn)品上獲取較大份額，且優(yōu)質(zhì)企業(yè)有望成長(zhǎng)為領(lǐng)先的新能源汽車(chē)熱管理系統(tǒng)供應(yīng)商。

03

未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

集成化發(fā)展

集成化熱泵系統(tǒng)在新能源汽車(chē)熱管理中具有重要作用。集成化熱泵系統(tǒng)通過(guò)將獨(dú)立的各個(gè)系統(tǒng)集成起來(lái)，統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)了熱量的高效利用，最大程度降低了熱管理系統(tǒng)對(duì)電池電量的消耗，保障了車(chē)輛續(xù)航里程。同時(shí)，相比于傳統(tǒng)高壓加熱方案，集成化熱泵系統(tǒng)因不需要額外的高壓安全設(shè)備而成本更低。

一體化熱管理平臺(tái)是新能源汽車(chē)熱管理集成化發(fā)展的另一個(gè)重要體現(xiàn)。該平臺(tái)通過(guò)將電池?zé)峁芾怼㈦婒?qū)熱管理與座艙熱管理等功能集成在一起，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化和協(xié)同，從而提高熱管理效率，并降低系統(tǒng)復(fù)雜性和成本。

智能化

智能監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)是智能化熱管理系統(tǒng)的核心。其中，傳感器技術(shù)在熱管理中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，通過(guò)在電池、電機(jī)、電控和座艙等關(guān)鍵區(qū)域布置溫度傳感器、壓力傳感器等，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)部位的溫度、壓力等參數(shù)。同時(shí)，智能監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)可以根據(jù)車(chē)輛的行駛工況、環(huán)境條件和用戶(hù)需求，自動(dòng)調(diào)整熱管理策略。此外，該系統(tǒng)還可以與車(chē)輛的其他系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)更加高效的能源管理。

小結(jié)

新能源汽車(chē)已成為肩負(fù)未來(lái)出行、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、能源安全、空氣質(zhì)量改善等多重歷史使命的國(guó)家戰(zhàn)略支撐，而發(fā)展綠色低碳熱管理技術(shù)，提升熱管理效率，提高電池、電機(jī)的溫度控制精度，創(chuàng)造更舒適的車(chē)內(nèi)環(huán)境，成為打造更安全、舒適、節(jié)能、環(huán)保的未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)最重要的環(huán)節(jié)之一。未來(lái)將通過(guò)技術(shù)融合與模式創(chuàng)新，推動(dòng)熱管理從“功能實(shí)現(xiàn)”邁向“效能最優(yōu)”，為全球交通電動(dòng)化與可持續(xù)發(fā)展提供關(guān)鍵支撐。

參考來(lái)源：

中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)、上海控安汽車(chē)研究院

陳星：新能源汽車(chē)熱管理系統(tǒng)優(yōu)化與節(jié)能效益提升

劉琳：新能源汽車(chē)熱管理系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)與性能評(píng)估

智能汽車(chē)設(shè)計(jì)：新能源汽車(chē)熱管理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái)趨勢(shì)