目前行业具有代表性的热管理系统有PTC电加热方案、热泵方案(特斯拉八通阀热泵、吉利直接式热泵)、威马的柴油加热方案以及以理想为代表的插电式混动车方案。
1. 小鹏P7整车热管理方案分析(PTC电加热方案)
小鹏P7作为小鹏汽车的第2款纯电车型,整车热管理系统采用一体化储液罐设计和单PTC加热方案,利用一个四通阀实现整车系统级的热循环,并与博世、大陆、马勒等国际一线零部件供应商开展合作。
小鹏P7整车热管理方案:
其中,马勒提供空调系统及控制器,翰昂提供压缩机,博世提供水泵,大陆提供水阀。
P7热管理系统特点:
2. 特斯拉Model Y 整车热管理架构分析(八通阀热泵方案)
特斯拉在Model Y的热管理系统中使用了一个八通阀,将整车热管理集成化,通过车载计算机精确的控制各元器件的运转情况,保障各系统安全有序、高效的运转,极大得提升了Model Y的整车性能和可靠性。
Model Y热管理架构图:
特斯拉热管理系统部分重要供应商:
特斯拉Model Y在热管理系统中开创性的使用了一个八通阀,将整车热管理集成化,通过车载计算机,精确的控制各元器件的运转,保障各系统安全有序、高效的运转。
Model Y热管理系统八通阀:
使用了八通阀的Model Y相比Model 3能量利用效率提高了10%;电机电控以及电池包的余热的利用,解决了低温下COP较低;八通阀代替热泵系统复杂的管路,系统集成度更高。
Model Y热管理系统主要特点:
通过将独立的各个系统集成起来,统一管理,做到热量的最小浪费,最大程度的降低热管理系统对电池电量的消耗,保障车辆续航里程。
3. 领克ZERO直接式热泵系统分析(直接式热泵方案)
领克旗下的首款纯电动车型“领克ZERO Concept”将搭载直接式热泵,采用“冷媒直接供热”技术,可解决纯电动汽车因冬季需要对电池和乘员舱耗电加热导致的续航打折扣问题。
领克ZERO Concept热泵系统:
五大过程:
① 冷媒从大气中吸收热量汽化
② 吸收大气热的冷媒被压缩,温度进一步升高
③ 高温冷媒热与车内空气发生热交换,车内冷空气温度升高
④ 升温后的冷空气变为热空气吹入车内
⑤ 高压热气降压降温为低温热
领克ZERO Concept采用直接式热泵系统,直接将冷媒与车内空气热键换传递热量,省去了传统热泵空调由“冷媒→水→车内空气”的中间传递介质,避免了能量在多次传递过程中的损失。采用高温高压冷媒直接供热技术的ZERO Concept,比普通热泵热效率提高了约10%左右。
领克推出了由直接式热泵系统、电池蓄热温区调节、PTC辅助加热、电驱废热、电驱主动加热组成的PTM五维热管理系统,赋予了领克ZERO超群的实力保证。
领克ZERO PTM五维热管理系统:
强大的热管理系统赋予了领克ZERO超群的实力保证,结合其直接式热泵系统,领克ZERO concept的电池热管理能耗至少降低了一半以上。
4. 威马热管理2.0系统(柴油加热方案)
为了解决冬季续航衰减问题,威马推出了柴油加热系统,使用柴油加热器取代PTC电阻式加热系统对电池加热,在热管理2.0系统中,将柴油加热器用于暖风系统,协助空调制热,降低空调系统对电量的消耗。
威马热管理1.0系统:
电池液态冷却技术:
能量流:电池供电 → PTC加热器加热冷却液 → 电池冷却板
会消耗大量电池组内的电能,造成续航里程缩短
目前绝大多数品牌采用电池液态冷却技术
热管理1.0系统:
能量流:电池供电 → PTC加热器加热冷却液 →电池冷却板
工作温度:-30℃ ~ 0℃,柴油加热只负责电池组,不用于空调暖风系统
威马热管理2.0系统:
热管理2.0系统亮点:
5. 理想ONE热管理系统结构分析(插电式混动方案)
理想ONE的热管理系统主要包含增程器的冷却、电池系统热管理、乘员舱温度调节、电驱动系统温度调节四大块,它们之间密切协同,共同维持系统的高效运转。
理想ONE热管理系统结构示意图:
在理想ONE的热管理系统中,VCU(整车控制器)可以控制多向流量控制阀、水泵、空调压缩机散热风扇等实现功率无级调节,保障电池、增程器、电动机工作在最适宜的温度,未来将采用集成式超级水壶热管理模式。
理想ONE整车系统级的热管理策略模型:
整车热管理系统四大回路:
①电机电控散热回路
②发动机散热回路
③冷媒制冷回路
④乘客舱与电池冷却液加热回路
理想汽车目前车型以及近期规划车型的热管理系统采用的是分散式的热管理,未来将采用集成式热管理系统,即超级水壶( super bottom )模式。
理想ONE热管理技术亮点分析:
提高新能源车热管理系统性能,你应该知道的传感器应用新能源车的发展给车辆空调系统带来了革命性的变化,即从简单的制冷剂循环制冷送风的空调系统升级为多元的热管理系统:不仅要考虑驾驶舱人员的舒适性,也要考虑电池的冷却和加热;技术上也不仅仅考虑高效制冷,更要考虑实现高效制热,特别是在寒冷地区的制热问题。所有这些变化的目的就是为了兼顾驾驶舱和电池包有效热管理以及提高制冷制热循环的能效比,尽可能降低能量消耗以增加单次充电的续航里程。
森萨塔科技凭借自身具备的传感器研发能力和领先的行业经验累积,为不断优化的新能源车热管理系统开发了全新传感器解决方案。领先行业的技术与工艺,深受包括特斯拉,宝马,沃尔沃,大众,比亚迪,广汽,上汽,长城等国内外知名新能源汽车厂商的青睐。
压力温度集成(P+T)传感器
森萨塔科技开发并批量投放市场的压力温度集成(P+T)传感器可应用于混动和电动汽车热管理系统的高效运行,一般安装在系统的低压与高压两侧,为制冷和制热循环提供准确的压力和温度信号输出,以此支持电子膨胀阀更好地工作,同时也为电动压缩机提供过压过热保护以及服务于压缩机的变负荷运行,通过信号传输和实时调整控制,以尽可能少的电能转化出更多所需的冷量或热量。此外,集成化的设计减少了零部件的体积和重量以利于整车的轻量化,对于系统而言也减少了零部件的数量以利于简化设计。
空调压力传感器
森萨塔科技的空调压力传感器可实现准确而高可靠性的压力信号输出,给压缩机提供高低压保护,支持风扇可变风量控制与压缩机工作控制,有助于优化空调性能。获得专利的方形传感元件与控制模块,可确保EMC兼容性与可靠性,并在强干扰环境下有较好的抗干扰性能。最新一代集成芯片,耐过电压能力达+/-40V,并具有故障诊断及记录功能。如果您希望优化空调系统控制,森萨塔科技的空调压力传感器一定不会让您失望。
CO2压力温度集成传感器
电池是电动车辆热管理系统的唯一动力来源,电动车辆常见的PTC制热方式在寒冷地区将可能极大消耗电池电量,从而严重影响电动车的行驶里程。常规制冷剂热泵系统虽然可以部分解决制热问题,但在-20℃甚至更冷的低温环境中,其制热性能会大幅衰减甚至不能运行。基于此,通过更换制冷剂而使用自然工质冷媒CO2,便成为热泵系统显著提高冬季制热性能的重要解决方案。森萨塔科技凭借自身在压力温度传感器方面丰富的开发和应用经验,设计开发了CO2压力温度集成传感器,实时监控膨胀阀出口压力和温度,控制膨胀阀开度,实现过热度精确计算,并对压缩机提供高压保护,为整车热管理系统的全天候高效运行提供了有力的信号支持。