傳統汽車熱管理工作模式:夏天空調制冷,冬天發動機余熱制熱,同時發動機內通過油冷器來給發動機降溫。單車價值量約為2000元。新能源汽車熱管理ASP可提升到6000元左右,可見電動車熱管理系統ASP大幅提升至三倍左右。? 新能源汽車沒有發動機余熱,空調需具備制熱功能。有PTC和熱泵兩種,回路增加閥類和PTC等零部件,價值量提升,ASP大約4000-5000元 電池回路實現熱制&制冷,增加了電池回路,新零部件有chiller,水冷板,閥類,水泵等;電機電控回路制熱&制冷,增加了電機電控回路,新零部件有閥類,電子水泵等。電池&電機電控回路ASP大約在2000-3000元 。電動車熱管理需要至少三個小回路,來形成一套更復雜的系統,調節座艙環境溫度,并且保障車輛各部件在適宜溫度下工作。傳統汽車空調只需制冷,發動機余熱實現制熱,實現容易。而新能源汽車則需要三個回路:電池回路、空調回路、電機電控回路;其中空調回路不僅要制冷,還要完成制熱;電池回路,電機電控回路是新增回路,因此有很多增量零部件。傳統汽車空調包含四大核心件:空調箱,壓縮機,冷凝器,膨脹閥;新能源汽車的空調回路也主要包含這幾個部件,與傳統核心零部件保持一致。傳統汽車空調下的壓縮機動力來源于發動機,新能源汽車空調制冷主要依靠電動壓縮機帶動工作,驅動力來自于電池,工作原理同一。方案一:PTC加熱器來完成制熱,可簡單理解為一個大電阻;方案二:熱泵空調系統,利用四通閥使熱泵空調制冷劑流向相反, 改變熱量移動方向,達到制熱的效果,理論基礎來源于熱力學逆卡諾循環。PTC是一種電阻加熱材料,在通電之后可以恒溫發熱以達到取暖的目的。在空調系統中用來加熱冷媒。目前有兩方案:風暖和水暖,水暖的成本高,結構復雜,但相較于風暖更加安全。總體來看,PTC是一種成本低、壽命長、簡單的制熱方案。但耗電量較高,因此未來將會逐步被熱泵取代。使用目的是節能降耗,提高續航里程,集制冷與制熱為一體,具有結構緊湊、高效、環保等優點。工信部《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》提到:2025年純電動乘用車平均電耗將至12KWh/百公里,間接表明熱泵空調是必然趨勢,逐漸取代PTC。使熱泵空調的蒸發器和冷凝器功能對換,改變熱量移動方向,達到制熱的效果;由于回路的復雜性,導致 閥類應用更多,原有的閥類供應商在此技術轉變中受益。電池回路是增量市場,主要實現對電池冷卻、加熱以及保持溫度均衡等功能;通常期望電池在20℃~35℃的溫度范圍內工作,能實現車輛最佳的功率輸出和輸入、最大的可用能量,以及最長的循環壽命。 * 回路的重要部件:Chiller,電子水泵,水冷板* 電池回路工作模式:Chiller作為耦合器,把電池回路和空調回路相連,水和冷媒都流入chiller中進行熱交換,實現 熱量傳導。除了水冷,電池還有風冷,直冷兩種模式。風冷系統一般適用于續航里程較短、整車重量較輕的情況;或者電動大巴。 直冷是利用空調系統的制冷劑直接冷卻動力電池。由于控制策略復雜,難度大,成本高,使用非常少。除空調、電池回路外,新能源汽車熱管理系統還包括電機電控、DC-DC、OBC、功率半導體元器件的冷卻系統,我 們統稱為電機電控回路。該回路也屬于新的增量部分,一般和電池回路并聯,采用水冷;同樣需要電子水泵作為動力源,閥類調節流量大小及流向。熱泵技術將會逐漸取代PTC,主要原因是能效比更高,有助于提高續航里程。PTC的COP大約為1,熱泵系統的COP大約2,整體熱效率是PTC的2倍左右。熱泵技術在-10℃的環境下難以啟動,所以有些車廠會在熱泵系統里加入小型PTC,在超低溫環境中助力熱泵的工作。從暖風空調原地實測的結果來看,熱泵空調的制熱效果更好,溫度的爬升要略好過PTC空調,而且耗電量更低,空調原地測 試三十分鐘,熱泵空調消耗的續航里程要遠低于PTC空調。特斯拉Model Y是最早搭載熱泵空調的,Model 3也會改為熱泵空調。
特普生,成立于2011年,是國家高新技術、專精特新企業。主要研制NTC芯片、熱敏電阻、溫度傳感器、儲能線束、儲能CCS集成采集母排、儲能模組鋁巴等溫度采集產品系列。一體化研制、一致性品質的特普生,競爭力優勢明顯:自主研制NTC芯片核心技術及實現醫用0.3%精度;專利百項,保留不公開技術2項;為全球新能源產品、大消費品與工業品提供了定制化的溫度采集技術。
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