燃油車的熱管理有三個任務[1]:發動機冷卻、變速箱冷卻、乘員艙制冷/制暖。
電動汽車的熱管理三個任務:電機冷卻、乘員艙制冷/制暖、動力電池冷卻/加熱。
燃油車的冷卻方式基本成熟了,發動機水冷、變速箱油冷、乘員艙制冷用空調、制暖用發動機餘熱。正因為太成熟了,合資車企與供應商已形成了聯盟,前4名供應商占總市場規模的55%左右,基本上沒中國廠商什麼事:
與之相比,電動車的冷卻方式一直在進化:
一、電池冷卻
電池冷卻,涉及到電池安全與壽命,置關重要。
最早的時候,電池采用風冷,暫且不提。後來普遍上了水冷,采用的是電池包底部冷卻的方式。例如,岚圖琥珀電池采用的是側面隔熱 底部散熱的方案,電芯之間填充了有機矽聚合物 低密度隔熱材料 阻燃劑的複合材料。
俗話說「堵不如疏」,與其嚴防死守單個電芯熱失控的熱量傳遞,不如想辦法趕緊把熱量給散出去。彈匣電池在方形電池的較小側面設計了導熱結構,相當于一定程度上增加了底部水冷闆的散熱面積。至于較大的側面,采用了網狀納米孔(nano-porous)隔熱材料。
至此,我們可以發現一個問題:既然散熱如此重要,為什麼不在方形電芯的最大側面設計散熱,而隻在底部用水冷闆隔靴搔癢呢?原因無它,技術難度太大。
麒麟電池捅破了這層窗戶紙,大膽地采用了側面水冷散熱&隔熱 較小側面隔熱的方案。
這種側面冷卻方式,有點像很早之前的通用汽車電芯之間的“毛細血管”冷卻。隻不過麒麟電池冷卻效果更好、集成度也更高。
二、熱泵空調
雖然問的是冷卻系統,但電動汽車的熱泵空調還是值得說一下的。在冬季較冷的情況下,與PTC制暖相比,熱泵空調可以顯著降低能耗:
自2013年以來,熱泵空調陸續有車企開始用。真正說普及起來,還是2020年之後以特斯拉Model Y用上熱泵空調為标志:
從消費者的角度來看,隻能區分有/無熱泵空調。實際上,熱泵空調的效果發揮好壞,很大程度上還取決于整車的熱管理管路的設計。從特斯拉熱管理的進化過程,我們可以看出整個行業的進步趨勢:
第一代:
第二代:
第三代:
第四代:
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