電動車熱管理的案例
Theseus-FE在電動車熱管理中的應用
采用THESEUS-FE進行本次電動車熱仿真，得到了與實際情況吻合度較高的結果。
THESEUS-FE在電動車熱管理中的應用.pdf
新能源車的熱管理系統，到底在為消費者管理什么？
熱管理系統對于許多消費者來說都算是一個知識盲區或者不太在意的點，一些聽說過熱管理的人，也大多只知道熱管理在燃油車上有，其實電動汽車也具備熱管理系統，并且，熱管理系統對于電動汽車的電器工作效率、能耗續航等方面都產生了較為重要的作用，能夠直接影響駕乘者的用車體驗。
對于日常使用電動汽車的消費者來說，熱管理系統主要出現在以下場景發揮重要作用。
▲大冬天的開車就是圖個舒服
冬天，駕乘者首先要給座椅加熱，然后把空調的溫度打上去，等一家老小上車時車內就舒舒服服的了。熱管理系統會直接影響出暖風的速度，如果熱管理系統不好，暖空調不給力，車里的人就會冷颼颼，小孩子的話還可能會感冒。還有更麻煩的事情，一段時間后空調好不容易打熱了，如果能量沒管控好，就會發現沒開多少路，里程表顯示的續航數據就嗖嗖直接往下掉，本來冬季電池溫度也相對較低，能量釋放相對受阻，這個更要命。
在夏天的時候，熱管理的作用可能相對直接一些，主要是花一些時間把車廂的溫度降下來，然而在快速制冷的過程中，熱管理系統所消耗的能量也比較關鍵。
實際上電動車熱管理系統的好壞與否，會影響車輛電器工作效率、余熱回收、能耗續航等方面的好壞，并且，這些影響會直接反饋到駕駛者和乘客的體驗之上，一套好的熱管理系統對于一臺電動車的重要性不言而喻。
我和通用的工程師交流比較多，基于Ultium奧特能電動車平臺誕生的首臺純電SUV作品——LYRIQ上，工程師們考慮到消費者用車痛點，為這臺車配備了先進的BEVHEAT高效熱管理系統，我來重點來談談我了解到的信息。
●具有高效的制熱能力
中國北方的客戶，全年有近半年的時間都處于低溫環境。
展開 行業：電動汽車綜合熱管理
R744 制熱性能好，即使在-20℃下運行，COP 也能達到 2，明顯高于 R134a。但是由于 R744 沸點較低，制冷系統在工作時需要高壓力，增加了新的研發制造成本。考慮到環保趨嚴以及熱效率的差距，CO2 熱泵路線有望成為主流。
3.3 新能源熱管理系統集成化趨勢明顯
隨著汽車向電動化和智能化方向發展，整車能量管理內容增多，對汽車能量管理的要求也越來越高。從整車層面對各子系統進行能量統籌管理將成為電動汽車未來的發展趨勢。
04
行業展望
2022年中國新能源汽車熱管理系統市場規模約為410億元，同比增長97%，億歐智庫預測到2025年熱管理市場規模將達到938億元，其中純電動633億元，份額67%。隨著市場接受度的提高和規模化后制造成本的降低，2022-2025年熱泵熱管理系統在純電動中的占有率將從24%平穩增長到51%，其中2024年起CO2熱泵將逐漸在高端車型中滲透，并帶動熱管理系統單車價值的進一步提升；少部分高端插混和增程車型也將把熱泵標配化，以改善純電動模式下車輛的熱管理效率。
億歐智庫：2020-2025年熱管理系統市場規模及增速
05
總結
當今社會對電動汽車的需求量不斷增加，清潔的電動汽車必將成為未來陸路交通的主流交通工具。因此，電動汽車的設計研發要以實際應用為目標，要重點研究對電動汽 車性能產生巨大影響的溫度問題，尤其是電動汽車的熱管理系統。隨著電動汽車熱管理對象的增加，對熱管理效率的更高要求，當前電動車熱管理系統的研發已經朝著輕量化、集成化和緊湊化的設計方向進行發展。
展開 電動車驅動電機——熱管理
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【免責聲明】版權歸原作者所有，僅用于技術分享與交流，非商業用途！對文中觀點判斷均保持中立，若您認為文中來源標注與事實不符，若有涉及版權等請告知，將及時修訂刪除，謝謝大家的關注！
電動車驅動電機——熱管理
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電動車驅動電機——熱管理
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告別深秋很快立冬，又到了聊電動車熱管理系統的時候
告別深秋很快立冬，當氣溫開始慢慢下降時，北方的電動車車主們又開始擔心續航里程了。
然而擔心的不僅是續航里程，還有車內的空調也不敢開得太暖和，因為空調太暖還會影響到續航里程。
或者是我們多慮了，也許在零下十幾度的時候，車內空調可能已經不工作了——去年冬季我們同事開電動車去張家口，差點沒凍死在路上。
當年誰說電動車能彎道超車的？最后我們發現，電動車并非只是電池+電動機，它的熱管理系統比燃油車還要復雜。而熱管理系統的技術難度，并不會比電池和電機容易多少。
幸好，有需要就能催使技術的快速發展。如今的熱管理技術，已經從簡單的PTC發展到熱泵和高壓液體加熱器。
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告別深秋很快立冬，當氣溫開始慢慢下降時，北方的電動車車主們又開始擔心續航里程了。
然而擔心的不僅是續航里程，還有車內的空調也不敢開得太暖和，因為空調太暖還會影響到續航里程。
或者是我們多慮了，也許在零下十幾度的時候，車內空調可能已經不工作了——去年冬季我們同事開電動車去張家口，差點沒凍死在路上。
當年誰說電動車能彎道超車的？最后我們發現，電動車并非只是電池+電動機，它的熱管理系統比燃油車還要復雜。而熱管理系統的技術難度，并不會比電池和電機容易多少。
幸好，有需要就能催使技術的快速發展。如今的熱管理技術，已經從簡單的PTC發展到熱泵和高壓液體加熱器。
展開 一文讀懂電動汽車熱管理
《電動汽車熱管理（一）：為什么需要熱管理》
電動汽車的自燃事故相信已經是深入人心了，而自燃事故之所以會發生，原因不僅在于漏電或者短路這種電路上的問題，車上控制器的熱管理策略和熱管理回路設計都直接影響電動汽車的安全性。
當然，電動汽車自燃畢竟是少數事件，只不過透過這種事件可以讓每家車企和供應商的汽車事業部更加重視熱管理這個技術部門，畢竟大多數公司的動力總成部門還是以電池電機電驅為主力，熱管理為輔。
自燃的部分原因是過度發熱沒有得到及時的冷卻，那同時也還有一些其它場景的需求，是環境太冷而得不到及時的加熱，比如電池低溫預熱和座艙加熱，所以下文將分為加熱和冷卻兩個需求來分別聊聊電動汽車的熱管理需求。
加熱需求
加熱需求之一：座艙加熱
冬天，駕駛員和乘客在車內需要溫暖，這就牽扯到了熱管理系統的加熱需求。根據用戶在不同地理位置，對加熱需求也不盡相同。比如在深圳的車主可能一年都不需要開座艙加熱，而北方的車主冬天為了維持座艙內的溫度則消耗了大量的電池電量。
這些不同的需求也就導致了熱管理系統設計初期不同的定義，其背后的原因就在于不同市場的不同需求將帶來不同的熱管理選型，一個簡單的例子就是：同一個車企供應北歐的電動車可能用的是額定功率5kW的電加熱器，而供應赤道地區國家的可能就只有2～3kW甚至沒有加熱器。
除了緯度以外海拔也有一定影響，但目前還沒有專門針對海拔做區分的設計，因為保不準車主會開著車從盆地開到高原。
另一個最大的影響因素就是車里的人了，因為不管是電動車還是燃油車，里面的人的需求還是一樣的，所以設計的溫度需求范圍幾乎是照搬的，一般在16攝氏度到30攝氏度之間，也就是說座艙里制冷不冷過16攝氏度，制熱不熱過30攝氏度，覆蓋了正常的人體對環境溫度的需求。
展開 新能源電動汽車水冷電機散熱理論熱設計與熱仿真管理分析
此外,更高的熱電阻測量電動機的電氣連接邊(側1)。熱電阻較高的電氣連接電機(側1)與電機的幾何形狀(例如,運動不是完全對稱的),也由于電氣連接的熱量補充道。
圖5 CFD生成的圖表顯示了冷卻劑速度
圖6 CFD生成的冷卻劑通道溫度。
采用計算流體力學(CFD)和有限元分析(FEA)對系統的熱性能進行了建模。采用CFD方法對冷卻通道內的WEG流動進行了數值模擬。CFD生成的WEG速度和冷卻劑通道溫度如圖5和圖6所示。通過CFD分析得到了不同流量下的平均傳熱系數，并將其作為有限元模型的邊界條件，如圖7所示。模型采用表1所示的電機部件特性和表2所示的接觸熱阻。在EDT電機熱管理研發項目下進行了部件性能(不含鋁)和界面接觸電阻的測試工作。表2中提供的熱接觸電阻是初步估計。目前正在進行進一步驗證這些熱接觸電阻值的工作。
表1導熱系數值用于日產聆風電機定子的熱模型
表2熱阻值用于日產聆風電機定子熱模型
表3平均傳熱系數值
CFD和FEA預測的繞組和定子熱阻值如圖4所示。CFD估算的平均濕表面傳熱系數值如表3所示。
展開 【技術貼】AVL電動車能量管理仿真解決方案
背景
電動車能量管理是提高電動車整體效率、增加續駛里程的關鍵技術。此外，在實采路譜條件下電動車能量管理還可以對三電系統的工作條件進行詳細分析和優化，保障三電系統安全運行，避免其長時間運行在危險條件下，有效延長其使用壽命。電動車能量管理技術涉及動力傳動系統、三電熱管理系統、HVAC以及能量管理控制策略等多個領域。隨著人們對車輛性能，能耗以及舒適性要求的日益提高，車輛系統設計以及動力總成架構越來越復雜，系統變量也呈指數級增長。為了應對這些挑戰，在項目早期通過虛擬仿真技術搭建整車能量管理模型，在虛擬開發階段對不同部件進行合理匹配，對不同控制策略進行仿真優化，可以顯著降低開發成本和周期，提高開發質量。
2. AVL仿真解決方案
2.1基于CRUISE M的電動車能量管理建模與仿真
CRUISE M是一款車輛多學科的系統級仿真工具，CRUISE M仿真平臺專門設計用于車輛多物理系統的仿真，和高度靈活、多層次的建模方法相結合，同時集成了第三方工具的標準接口FMI，可以無縫的將發動機熱力循環、尾氣凈化裝置系統、新能源電氣化系統、冷卻和潤滑系統、車輛傳動系統、空調系統、余熱回收系統以及控制系統集成到統一的仿真平臺上。
基于CRUISE M可以搭建詳細的整車能量管理模型。對于電動車型，搭建相應的熱管理系統、電機及功率元件模塊、電池系統、HVAC系統、車輛和動力傳動系統以及控制系統模型，針對不同的環境條件及駕駛循環，研究熱管理系統工作性能，整車能量流分布，控制策略優化等內容。
展開 
電動汽車動力電池熱管理技術
電動汽車動力電池熱管理技術
純電動汽車電池熱管理技術研究
摘要：在我國快速發展過程中，對于能源的需求在不斷加大，能源危機和環境污染問題已成全球關注的焦點，新能源汽車順勢而為，純電動汽車采用純電驅動，更加節能、環保。隨著純電動汽車的發展，車輛的安全性、續航里程能力得到了關注，動力電池的性能很大程度上影響著整車性能，為了提升動力電池系統性能，避免熱失控，研究高性能動力電池熱管理系統至關重要。
引言
目前在國內汽車市場上純電動汽車發展迅猛，它所采用的動力電池絕大部分是鋰離子電池，鋰電池技術發展迅速，性價比快速提升。但隨著純電動汽車在社會上大批量投入使用，也遇到了一些問題，比如少量的純電動汽車因為各種原因出現了鋰電池起火，進而導致整車燃燒問題，或鋰電池破裂導致有毒的電解液泄漏到空氣中的問題。鋰離子動力電池的起火燃燒風險，來自于電池的化學能在高溫下瞬間釋放（高壓電擊不在本文討論的范圍），表現為：電池的熱失控和熱擴散引起整車燃燒或爆炸、或者電解液泄漏有毒氣體。本文系統的介紹了這個問題的各個風險環節，并提出對應的風險控制措施。
1 電池熱管理的現狀
通常來說，溫度對動力電池的性能影響比較大，溫度較低的時候，電池內阻較大，容量也變小，充電和放電的能力也變差；在溫度較高的時候，一些電池原料會發生化學反應，比如燃燒或者爆炸。如果電池包里面的電池每個點的溫度分布不均勻，那么單體之間的差異性也比較大，這就會影響到電池包的性能，而且對電池的壽命也會產生很大的影響。因此，對電池包的熱管理系統進行研究，是非常具有現實意義的。在國內，很多鋰電池熱分析都不會對電池在使用過程中的溫度場進行分析，一般都只分析鋰電池的高溫或者低溫時的穩定性能，不知道電池為何會溫度升高。
展開 整體熱管理——電動汽車出行的成功關鍵
隨著電動新能源汽車的發展，馬勒充分意識到電動化是汽車行業發展的未來。因此，馬勒制定了“雙軌戰略”，即在鞏固現有市場地位同時開拓面向未來可持續發展的創新技術。
在高效內燃機領域馬勒提供優化效率的發動機零部件產品及降低油耗和排放的發動機外圍產品。而隨著電動化的快速發展，馬勒的汽車電子和機電一體化事業部和熱管理事業將發揮其重要的作用。
其中熱管理系統貫穿傳統內燃機到電動汽車的發展。就電動汽車而言，為實現快速充電和提高續航里程，熱管理將會成為關鍵性的技術。
馬勒中國區熱系統開發經理 賈宏濤
電動汽車熱管理的挑戰
首先在冬季，電動車的續航里程會有很大的衰減，這是用戶最大的一個痛點。第一是沒有免費的熱源，第二是電驅的發熱量，現在電驅都是很高效的，本身產生的熱量就比較低，它的溫度又低，所以電動汽車很難像傳統內燃機一樣，直接用冷卻液通到里加熱。
第二個挑戰，隨著電動車的普及，用戶對補能是越來越關注的問題——希望電動車的充電時間越來越短，從普通的慢充到快充，到現在很多汽車廠家，包括供應商在發展的超級快充，能夠在15分鐘以內或者10分鐘以內，就能充60%甚至80%的電，這樣的話，未來電動汽車出行就沒有了里程焦慮。
第三個挑戰，隨著充電功率的越來越高，電池內部產生的熱量越來越高，這樣電池的溫度會急劇上升，這樣對電池的耐久性、對電池的充電效率都會受到很大影響。
展開 電動汽車綜合熱管理系統實驗與數值模擬研究
來源 | Journal of Energy Storage
01
背景介紹
電動汽車在緩解氣候變化和排放污染問題方面發揮著重要作用。鋰離子電池作為電動汽車的動力源和儲能系統，具有高電壓、高功率和能量密度、長循環壽命和高安全性的優良性能。然而，大量研究和實例已經證實，受環境溫度影響，電池的循環壽命和充放電倍率面臨著嚴峻的挑戰，例如，長時間的高溫可能導致電池熱失控和火災安全事故，因此，增強散熱和冷卻電池的高效熱設計是電動汽車的一項必要技術。然而，目前電池熱管理仍然難以在所有氣候條件下同時兼顧散熱和低溫加熱功能。
電池熱管理系統可以實現熱量的有序管理，是解決當前電池面臨的挑戰的有效技術手段。例如，為了提高電池在低溫下的電化學性能，先前的研究已經開發了多種加熱策略，主流技術可分為內部加熱方法和外部加熱方法。當前，我們應該進一步揭示低溫加熱過程中對電池電化學性能恢復和內部傳熱的影響。熱管理系統是電動汽車的關鍵系統組件，具有低溫加熱和高溫散熱雙重功能的開發設計將是未來電池熱設計的重要趨勢。
02
成果掠影
近期，河北工業大學能源與環境工程學院饒中浩教授團隊提出了一種集成電池熱管理系統（IBTM），它包括散熱和低溫加熱功能。在一體化結構設計中，復合相變材料由于潛熱大，CPCM（CPCM）具有很強的吸熱能力，而薄的聚酰亞胺加熱膜（PHF）可以方便地組裝到電池模塊中。實驗和仿真結果驗證了采用連續脈沖預熱結合電池低功率自預熱的加熱策略，電池模塊的電化學性能可以獲得良好的可恢復性。與常溫10℃相比，充放電電池模塊容量分別恢復至92.1%和93.3%。
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