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汽車熱管理科普:為什么它決定了冬季續(xù)航與舒適

來源:企業(yè)錄(www.ssc849.cn)-公司信息發(fā)布,網(wǎng)上買賣交易門戶 編輯:百科 時間:2026-01-11 22:21:42

電動車的汽車熱管理,是熱管一套圍繞熱量流動建立的系統(tǒng)工程。各家的理科水平千差萬別,甚至很多新能源車連熱泵空調(diào)也沒有,什決適在冬天的定冬耗電量極其多,續(xù)航達(dá)成率打兩折。季續(xù)

那么新能源汽車的航舒熱管理要解決三類需求:座艙要舒適,電池要處在合適溫度區(qū)間,汽車電驅(qū)等部件要在高負(fù)載下維持穩(wěn)定工作溫度。熱管熱管理做得好,理科冬季能耗更低,什決適可用電量更高,定冬動力釋放更完整,季續(xù)除霧也更穩(wěn)定。航舒

在能耗優(yōu)化上,汽車可以把策略拆成四條主線。熱源更高效,電池加熱更精準(zhǔn),余熱盡量回收,空氣與濕度控制更聰明。

少耗電:雙模熱泵,從產(chǎn)熱方式上先省電

冬季供暖的核心矛盾是制熱要用電。要降低電耗,第一步是提高制熱效率。

熱泵的優(yōu)勢在于能效比COP通常大于1。消耗1份電能,可以獲得超過1份熱量。額外的熱量來自環(huán)境空氣。相比之下,傳統(tǒng)PTC電加熱主要依靠電能直接轉(zhuǎn)化為熱,整體效率上限更低,電耗更明顯。

雙模熱泵的意義在于覆蓋更多工況,并提升熱量利用率。

直接式熱泵面向座艙供暖。冷媒從空氣中吸熱,經(jīng)壓縮變?yōu)楦邷貧怏w,隨后直接把熱量傳給座艙。路徑更短,損耗更小,適合主要目標(biāo)是快速、穩(wěn)定地暖艙。

間接式熱泵面向座艙與電池的同時供暖。冷媒從空氣中吸熱后,通過換熱器把熱量傳遞給冷卻液。冷卻液再向座艙與電池供熱,實現(xiàn)一份熱量多路使用,提升整體熱量利用率。

熱泵原理科普:熱泵如何把外界熱量搬進(jìn)車?yán)?/strong>

熱泵的工作方式可以理解為一種熱量搬運過程。電能主要用于驅(qū)動壓縮機(jī),使熱量從低溫側(cè)轉(zhuǎn)移到高溫側(cè),并把熱提升到可用溫度區(qū)間。

熱泵系統(tǒng)通常由四個關(guān)鍵部件構(gòu)成。

第一是蒸發(fā)器。冷媒在蒸發(fā)器側(cè)從外界空氣吸熱,并發(fā)生相變,變?yōu)闅怏w。只要冷媒溫度低于外界空氣,就能形成熱量傳遞。

第二是壓縮機(jī)。它把低溫低壓的冷媒氣體壓縮成高溫高壓氣體。這一步?jīng)Q定了制熱能力的上限,也是熱泵主要的耗電來源。

第三是冷凝器。高溫冷媒在冷凝器側(cè)向座艙空氣或冷卻液放熱,并冷凝回液體。熱量在這里進(jìn)入車輛熱管理回路。

第四是膨脹閥。它對冷媒節(jié)流降壓,使冷媒溫度降低,再回到蒸發(fā)器側(cè)繼續(xù)吸熱,形成閉環(huán)循環(huán)。

低溫環(huán)境下熱泵仍可工作,關(guān)鍵在于溫差驅(qū)動的熱傳遞。外界空氣即便很冷,仍然具有熱能。系統(tǒng)通過膨脹降溫讓冷媒保持更低溫度,從而持續(xù)從外界吸熱。

但溫度越低,熱泵可搬運的熱量越少,能效會下降。因此在極寒工況,車輛常會結(jié)合余熱回收或其他輔助熱源一起工作,以保證供暖與電池溫度控制的穩(wěn)定性。

車用熱泵的復(fù)雜度通常高于家用空調(diào),因為車輛還要同時管理電池、電驅(qū)與快充散熱,并在多個回路之間切換與分配熱量。雙模熱泵就是面向這種多目標(biāo)場景的系統(tǒng)化方案。

少耗電加多放電:電池精準(zhǔn)加熱,讓電量更可用

電池的最佳工作溫度通常在20℃到35℃。低溫會帶來內(nèi)阻上升與功率受限,出現(xiàn)電量在表顯里還在,但動力釋放不足的情況。為保證效率與性能,冬季需要對電池進(jìn)行主動加熱。

粗放的加熱策略容易帶來兩類問題。電量充足時發(fā)生無效加熱,造成電耗與熱量浪費。電量偏低且溫度偏低時,加熱不足會導(dǎo)致可用電量無法充分釋放。

精準(zhǔn)加熱策略的核心是按需。它根據(jù)電池實時溫度與電量SOC,智能匹配加熱方案。

在高電量且無需加熱也能正常釋放電量的情況下,不加熱或少加熱,減少不必要的電耗。

在低溫且低電量的情況下,若溫度不夠會出現(xiàn)有電但放不出來,此時進(jìn)行大功率加熱,盡量把可用電量釋放出來。

同時引入行車加熱預(yù)測能力。根據(jù)過去5分鐘的功率需求,預(yù)測未來10分鐘需求,動態(tài)調(diào)整電池加熱策略,讓加熱強(qiáng)度更貼合真實用車負(fù)載,避免過熱或加熱不足。

多省電:電驅(qū)余熱高效回收,把富余熱量變成座艙熱源

車輛高速行駛時,電驅(qū)系統(tǒng)會產(chǎn)生大量熱量。若能把這部分富余熱量回收并用于座艙供暖,就能減少制熱所需的電耗,從而節(jié)省電量。

電驅(qū)余熱回收系統(tǒng)會根據(jù)余熱多少,智能選擇高效回收路徑。

當(dāng)電驅(qū)余熱不多時,系統(tǒng)啟動壓縮機(jī),將部分熱量搬運至座艙,同時留存部分熱量在電驅(qū)系統(tǒng)中,讓電驅(qū)系統(tǒng)持續(xù)積累熱量,以便后續(xù)更穩(wěn)定地供熱。

當(dāng)電驅(qū)產(chǎn)生大量富余熱量時,余熱可通過水路直接為座艙供暖,無需壓縮機(jī)工作,實現(xiàn)更高效的余熱循環(huán)利用,進(jìn)一步降低能耗。

這一策略的關(guān)鍵在于減少壓縮機(jī)的工作時間,并盡可能用低成本的水路換熱完成供暖。

多省電:濕度平衡AI算法,在不起霧前提下盡量鎖住熱量

冬季要兼顧舒適與安全視野。內(nèi)循環(huán)可以減少熱量損失,有利于降低制熱需求,但玻璃更容易起霧。外循環(huán)能引入外部空氣,降低起霧風(fēng)險,但會帶來熱量流失,從而增加額外制熱電耗。

濕度平衡AI算法的目標(biāo)是把兩者統(tǒng)一起來。

在確保前風(fēng)擋與前側(cè)窗主要視野區(qū)域不起霧的前提下,盡可能多用內(nèi)循環(huán),減少外循環(huán)開啟時間。這樣可以最大限度鎖住座艙熱量,降低因熱量流失導(dǎo)致的額外制熱需求,從而達(dá)到省電目的。

把四條策略合在一起:熱源效率加熱量調(diào)度加算法控制

這套熱管理能耗優(yōu)化策略可以概括為一個閉環(huán)。雙模熱泵提高制熱效率,降低單位熱量的電耗。電池精準(zhǔn)加熱減少無效加熱,同時提升低溫可用電量釋放。電驅(qū)余熱回收把運行過程中的富余熱量變成可用熱源,減少壓縮機(jī)負(fù)擔(dān)。濕度平衡AI算法在不起霧約束下減少熱量流失,進(jìn)一步壓低制熱需求。

最終效果會體現(xiàn)在三個指標(biāo)上:冬季能耗更低;低溫可用電量更高;座艙舒適與除霧穩(wěn)定性更好。

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