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汽车热管理系统比较分析

   次浏览   文津汽车研究   2019-09-20

汽车热管理系统是汽车上用于调节座舱环境和零部件工作环境的零部件的总称。热管理系统的作用主要是通过温度控制实现燃油经济性、安全性和舒适性。

燃油车、混合动力汽车、新能源汽车的热管理系统的技术方案区别明显,了解这些区别以及分析这些方案之间的关系,发展演变,才能准确预判热管理系统及零部件未来的市场规模和关键技术。

1.1 燃油车热管理系统构成

燃油车的热管理系统主要由发动机冷却子系统、变速箱冷却子系统、进排气热管理系统和空调子系统组成。发动机冷却子系统一般由散热器、冷却风扇、节温器、水泵、膨胀水箱(或储液罐)、冷却液管路、气缸体和气缸盖中的水套及其他附属装置等组成。发动机冷却子系统依靠冷却液在大、小循环中的流动实现发动机的冷却和预热。

变速箱冷却子系统主要由油冷器、管道和阀体组成。变速箱冷却主要借助油冷器吸收润滑油的热量并与环境空气或散热器冷却剂进行热交换。

图 3 燃油车冷却系统方案

图片来源:《Advances in Integrated Vehicle Thermal Management and Numerical Simulation》

燃油车空调子系统由压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、贮液干燥器、管道、冷凝风扇、真空电磁阀、怠速器和控制系统等组成。空调系统通过冷媒实现制冷、利用发动机热量实现供暖功能。

1.2 混合动力汽车热管理系统构成

混合动力汽车的热管理系统主要由发动机和电机电控冷却子系统、变速箱冷却子系统、电池冷却子系统和空调子系统组成。混合动力汽车的动力电池容量较小,发热量不大,因此混合动力汽车的电池冷却方式多采用风冷方式,风冷系统主要由冷却风道、风机、电阻丝组成。

混合动力汽车的主要热管理需求来自发动机、电机和电机控制器,这些零部件的冷却主要采用液冷方案,根据搭载车型的结构组成一个或多个冷却回路。

图片来源:《Advances in Integrated Vehicle Thermal Management and Numerical Simulation》

1.3 新能源车热管理系统构成

新能源车的热管理系统主要由电机电控冷却系统、电池冷却系统和空调系统组成。新能源汽车的电机电控冷却子系统主要采用液冷方式。液冷系统由散热器、冷却风扇、膨胀水箱、冷却液泵、冷却液软管和冷却液温度传感器组成。液冷系统主要依靠冷却水泵带动冷却液在冷却管道中循环流动,通过在散热器的热交换等物理过程,冷却液带走电动机与控制器产生的热量。

1.4 关键零部件

热管理系统由多个零部件组成,包括控制部件(阀门、控制器)、换热部件(蒸发器、冷凝器、散热器、油冷器、中冷器、v 电池冷却器、冷却板、EGR 冷却器)、散热部件(散热扇)、驱动部件(水泵)、导热部件(管路)、电动压缩机和HVAC 单元等。

由于燃油车、混合动力汽车和新能源车的热管理系统技术方案不同,零部件也有所区别。

燃油车的热管理系统以机械部件为主,混合动力汽车和新能源车热管理系统中电子部件较多。

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