舍弗勒Olaf Weber博士谈：热管理系统策略先行

  汽车与配件   2022-11-03 次浏览

新能源汽车的快速发展，对于汽车热管理系统是一场重大变革。相比传统燃油汽车，新能源汽车热管理系统的复杂程度增加了很多，原来只要考虑发动机冷却系统、空调系统等，但如今新能源汽车加上“三电”系统，同时空调系统还需新增加热器或热泵等，冷却需求和集成难度大大增加。同时，新能源汽车热管理直接关乎整车的续航能力与驾乘舒适度等，其比重与价值逐渐提升，车企也越来越重视。

作为热管理模块的市场领导者，舍弗勒拥有丰富的产品开发和量产经验，可以根据不同的市场和客户需求，开发兼顾效益与成本的产品。本刊记者近日专访了舍弗勒大中华区发动机系统事业部研发总监Olaf Weber博士，他从系统角度阐释新能源汽车热管理的策略和面对的挑战，以及舍弗勒的相关产品布局。

舍弗勒大中华区发动机系统事业部研发总监Olaf Weber博士

从传统汽车到新能源汽车，热管理系统策略先行

在新能源汽车中，动力电池、电机等电子部件的温度控制对其安全性能、使用寿命影响巨大，更关乎整车的续驶里程、驾乘安全与舒适度。

以最为核心的锂电池为例，锂电池最佳工作温度范围约20~30℃，低温时电池能量较低，充放电性能差，无法正常工作；高温时电池循环寿命缩短影响续航，过高温度工作甚至有爆炸等安全问题。当然，电机、功率电子等的温度控制也相当关键，充分利用各零部件热能的转换才能实现能量的有效管控。

Olaf Weber博士认为：“电池、电子元件在使用中必须控制它们的工作温度。” 但是，考虑到电子元件及电池等相关技术依然在不断发展中，今天还很难确定这些部件所需的具体温度范围以及在未来所需要的温度范围。

电池、电子元件制造商在产品开发中是否愿意投入足够的精力，或是否有能力提供所需的温度范围来满足这些需求，这还涉及到成本问题。这些部件为什么需要热管理以及需要怎样的热管理策略，与我们对冷却系统的理解一样，都同样重要。

——Olaf Weber博士

尤其对于目前占市场主流的混合动力汽车，热管理设计更加复杂，它涉及到传统的发动机、空调热管理，以及电池热管理等，这无疑对相关子部件、子系统的设计都提出了挑战，如子系统回路、冷却介质的选择、不同热管理系统的耦合与协同等等。

Olaf Weber博士表示：“我们在产品应用前需要先确定好热管理策略，即与冷却系统相关的部件如何相互协调，来达到最佳的系统效率。当前，很多客户的冷却系统或热管理策略有很大的优化空间，舍弗勒可以灵活地对应客户的需求，给出优化建议。在新能源汽车热管理系统开发过程中会遇到各种挑战，这涉及到产品设计及解决方案的选择等，我们在传统发动机和变速器的热管理开发中也同样也会遇到这些挑战，具体包括密封的质量、减少压降及设计封装等。”

丰富的热管理产品系列，适用于各种动力总成

对于汽车热管理，实现合适的温度控制精度非常重要，基于此，舍弗勒开发了一系列热管理模块（TMM）产品，可适用于各种动力总成。以舍弗勒已经投入市场应用多年的综合热管理模块为例，这是舍弗勒针对发动机冷却系统开发的第一款热量管理及控制模块，该模块可以精确、高能效地控制发动机的温度，让发动机和变速器的温度快速达到最佳的范围内。

据介绍，舍弗勒热管理模块采用机电一体化设计，系统紧凑且集成度高。它通过直流电机驱动的高效执行器和高精度的感应式位置传感器，精确地控制低流阻的球阀的转角，从而实现冷却系统各个支路中流量的按需控制。通过精确的温度控制，舍弗勒热管理模块可以提高发动机缸盖、缸体、发动机机油、变速器机油以及暖风芯体等部件的工作效率。

除了传统动力总成，舍弗勒热管理模块还可以用于电机、混合动力模块以及动力电池的温度控制。对于新能源汽车技术路径的多样化，创新的技术和灵活的应用场景至关重要，因此热管理产品的规划需要重点考虑对市场和客户的适应性和可调整性。

那么，针对新能源汽车不同的技术路线，舍弗勒在产品开发和市场聚焦方面如何布局？Olaf Weber博士谈到：“在热管理组件和系统方面，舍弗勒拥有丰富的产品知识和系统开发经验，包括内燃机、散热器、阀和节温器等。对我们来说，将这些传统发动机的冷却系统热管理经验应用到电气部件中并不难。在我们的研发路线中，我们会关注热管理电气元件不断提升的接口要求，以及在热管理系统中这些零件的标定和调校。”

识别新能源市场主流，加速产品本土化落地

为了满足新能源汽车轻量化等新技术的需求，舍弗勒热管理产品在材料轻量化、软件数字化方面也十分注重创新。目前，舍弗勒的热管理产品由轻型、高抗拉强度的塑料材料制成，同时已经采用了智能化的数字技术进行控制，例如，舍弗勒创新智能热管理系统采用了一个智能单阀用于流量控制。该智能单阀可以分散地布置在冷却系统的关键点，通过LIN协议控制开口角度，可以灵活化地用于传统燃油汽车和新能源汽车。

舍弗勒热管理模块按需将冷却液分配到冷却系统中不同的零部件，可用于传统及新能源车动力总成热管理

虽然目前看来，新能源汽车总体规模仍然不大，同时新能源汽车路线、电池技术呈多元化发展，汽车热管理相关供应商也是百家争鸣，而且处于同一起跑线，输赢难分。但毫无疑问，新能源汽车正迅猛发展，而且是未来的主流趋势。在此趋势下，识别市场主流、统筹资源做全面布局就显得尤为关键。

Olaf Weber博士告诉笔者，舍弗勒已成功开发了将控制器与冷却阀门整合在一起的集成化产品，并将很快推向市场。同时，舍弗勒极其重视中国市场，热管理产品都已实现本土化生产，还将中国生产的产品提供给其它国家和地区。