“储能热管理研究院”的研究员撰写并发布了这篇《新能源汽车热管理涉及的零部件大致上可以分为三个要点》全套文章

  （1）电池热管理相较于传统燃油车，新能源汽车热管理系统新增电池热管理系统。制冷模式下，主要是采用换热板来对流经电池包的冷却液进行换热；制热模式下，主用PTC方式对电池包进行热管理。新增核心零部件有电池冷却器（Chiller）、电子水泵。电池冷却器电池冷却器是调节电池组温度的核心部件，一般都会采用紧凑小巧的板式换热器，并在板式换热器的流道内部设计湍流发生结构，沿流向阻断流动和温度边界层，增强入口效应，最终提高换热效率。电子水泵与机械水泵由发动机经过传动装置驱动、与发动机转速成特殊的比例不同，电子水泵是由电力驱动，水泵转速不再直接受发动机转速影响，能够大幅度降低能耗，同时满足新能源汽车更精确的温度控制需求。

  主通过汽车空调系统实现制冷、供暖、通风等功能，汽车空调模块主要由压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀、储液罐、管路等零部件组成。

  相较于传统燃油车，由于新能源汽车动力来源的差异及热管理需求的提升，通常新能源汽车空调系统用电动压缩机替代传统压缩机、电子膨胀阀替换热力膨胀阀等核心零部件。

  压缩机空调系统的核心部件，其将低温低压的气态制冷剂压缩成高温度高压力的气态制冷剂，并将制冷剂送往冷凝器。涡旋式压缩机体积小、重量轻、效率高，成为目前车用电动压缩机的主要形式。相较于传统燃油车空调压缩机，新能源汽车电动压缩机由电机驱动且结构较为复杂，因此单车价值量提升显著。膨胀阀电子膨胀阀由控制器、执行器和传感器三部分所组成，利用被调节参数产生的电信号，控制施加于膨胀阀上的电压或电流，进而达到调节制冷剂的目的；相较于传统的热力膨胀阀，电子膨胀阀流量控制范围大、调节精细，更适合电动车热管理精细化管控。

  新能源汽车热管理技术逐渐朝着高度集成化、智能化的方向发展，热管理系统耦合程度的加深提高了热管理的效率，但新增的阀件与管路使系统更复杂，为简化管路流程，降低热管理系统空间占用率，集成化部件应运而生。

  特斯拉在最新的 Model Y 车型上首次采用了八通阀，以代替传统系统中的冗余管路和阀件；小鹏集成式水壶结构，将原本多个回路的水壶及相应的阀件、水泵集成到一个水壶之上，大幅度降低载冷剂回路的复杂程度。

  汽车电动化助力汽车热管理单车价值量大幅度的提高。我们分别对传统燃油车和新能源汽车热管理系统价值量拆分，如图所示，传统燃油车单车价值量 2330元，新能源汽车热管理（PTC 空调）单车价值量 6980 元，新能源汽车热管理（热泵空调）ASP 在 7980 元。

  电池液冷与热泵空调是主流，汽车热管理朝高度集成化方向发展。电动汽车热管理技术朝着高度集成化、智能化的方向发展。回顾电动汽车热管理技术发展历史，根据热管理系统架构与集成化程度，可以将电动汽车热管理的发

  1）单冷配合电加热，早期采用与燃油车类似的蒸气压缩循环实现制冷功能和PTC 制热实现乘员舱的热管理，电池冷却则采用空冷，各个子系统独立；

  2）热泵配合电辅热，引入热泵空调技术实现乘员舱制冷，液冷逐步成为电池热管理的主流模式，对电池制冷与乘员舱制冷进行了简单整合，但电池、电机余热未得到一定效果利用；

  3）宽温区热泵与整车热管理一体化, 通过合理增加二次换热回路，对电池、电机余热进行回收利用，提升了热泵的环境适应能力，乘员舱、电池、电机热管理回路进一步整合，典型的应用车型有特斯拉 Model Y 和大众 ID4. CROZZ。

  以特斯拉为例，从 2008 年 Tesla Roadster 开始，其共生产了 5 款车型，汽车热管理系统技术经历四次迭代，集成度不断提高。

  1）以 Tesla Roadster 为代表，最早一代热管理系统沿用传统汽车热管理思路，结构相对简单，各个热管理回路相对独立。

  2）搭载在 Model S/X 上的第二代热管理系统在行业内首创引入四通换向阀，实现了电机回路与电池回路的串并连切换。

  3）以 Model 3 为代表的第三代系统，在拓扑结构上与第二代差别不大，在风暖PTC、驱动电机和储液罐结构设计上有较大技术创新，注重热管理系统能耗的优化。

  4）以 Model Y 为代表的第四代系统，首次引入热泵空调系统，负责乘员舱的采暖和制冷功能。在结构上，通过热交换器和管路连接，与电池回路和电机回路进行耦合，实现整个热管理系统的热量交互。

  新能源汽车动力电池的温度直接制约汽车的性能和安全性，当前电池热管理大致上可以分为风冷、液冷和直冷三种技术方案。液冷是目前主要流行趋势，直冷是未来发展趋势电池热管理要求不断的提高，液冷技术为主流发展趋势。

  随着电芯单位体积内的包含的能量提升、快充技术的发展迭代，风冷技术路线没办法保证电池处于最佳工况温度区间，也不能满足当前新能源车热管理需求。而直冷技术路线较前者难度较大，因此液冷逐步取代风冷成为当前 OEM 主流方案。

  不同倍率放电电池单体平均温升曲线（左）不同倍率充电电池单体平均温升曲线（右）

  ①被动式（自然冷却），是将外部空气或乘员舱空气与电池包表明产生的对流从而带 走热量；

  ②主动式（强制冷却），是利用鼓风机将空气通过蒸发器降温再与电池包表明产生对流 从而散热。

  按照风冷系统风道可分为串联式和并联式，其以低温空气作为介质，利用风的对流降低动力电池的温度。风冷系统结构相较于液冷和直冷方案较为简单、成本低，但其换热系数较低，冷却速度较慢、电池里面换热不均匀，且换热效果受外界影响，目前逐步被 液冷、直冷系统所取代。

  液冷模式换热效果好，是目前电池热管理主流技术方案。液冷换热效果优于风冷，目前是主流车型配置的电池热管理解决方案。

  热泵空调渗透率提升，多方案提升低温度的环境下的热泵效率空调制热为新能源汽车热管理核心变化，热泵空调为主流趋势。

  ‍汽车空调系统是汽车结构重要组成部分，其主要为乘员舱提供制冷、制热、通风、空气净化及智能座舱部分功能。空调热管理主要包含空调箱、压缩机、 冷凝器和膨胀阀四部分。

  传统燃油车热管理来源大多数来源于发动机余热，新能源汽车空调热管理制热主要的技术路线为PTC 系统（（风暖/水暖）和热泵空调系统。由于 PTC 在冬天会明显降低新能源车续航能力，所以热泵空调系统正逐步成为下一代新能源车乘员舱空调热管理解决方案。

  PTC空调（电动压缩机制冷/PTC制热）分为风暖和水暖，优点是成本低、制热效果不受恶劣低温度的环境影响等。PTC也即是正温度系数热敏电阻，在通电后恒温发热进而达到制热目的。

  PTC 空调的两种解决方案：‍（1）风暖PTC 内置空调箱内替代暖风机芯直接加热空气，其设计结构相对比较简单但其存在一定的安全风险隐患。（2）水暖PTC 内置冷却液回路对冷却液加热，冷却液流经暖风机芯进行制热，其安全性好且温度控制精确但其结构较为复杂、电量消耗较大。‍当前 PTC 空调因管路结构相对比较简单、 成本较低及制热效果不受环境影响等优点被多数新能源汽车搭载，但其能耗高会使 得续航里程降低 25%左右，因此中高端车型正逐步采用热泵空调对其进行替代。

  热泵空调基于逆卡诺循环大大降低功耗。热泵空调基于逆卡诺循环的原理，将 低位热源的热能转移至高位热源，通过增加四通换向阀使热泵空调系统的冷凝器和蒸发器功能互换，从而改变热量的转移方向实现制冷、制热双重效果。

  低温下热泵空调效率欠佳，余热回收、PTC 辅助加热或 CO2冷媒介质有望提升 热泵的环境适应能力。

  CO2 热泵空调方案拥有良好的低温启动制热功能，在极低温情况下依然能够给大家提供较大的制热量并保持比较高的 COP，同时对环境的影响较低，我们大家都认为 CO2 热泵空调将会是未来电动汽车空调热管理的发展方向。

  液冷是当前主流， 油冷是未来趋势。电机电控热管理当前主要是采用液冷换热。新能源汽车的驱动电机及电机控制器 等功率性部件在工作时仍会产生热量，常常要主动冷却维持其性能和保障行车安全性。

  驱动电机冷却计划方案：风冷、液冷及油冷。电控等相关功率件主要采取风冷、液冷的方式换热。通常将驱动电机和电控串联，通过散热器进行散热。

  油冷电机较早应用于日系油电混合车型，由于其对电机换热效果较好，现在也逐渐应用于部分新能源车型上。