2021年,我国新能源汽车产销首次突破300万辆,同比增长约1.5倍,市场渗透率超过12%,连续7年保持全球第一,标志着全面市场化拐点的到来。但与传统汽车相比,新能源汽车仍需进一步攻克低温环境适应性、充电便利性、使用安全性等关键技术瓶颈。尤其是电动汽车一到冬天就出现充电慢,续航缩短、空调制热不敢开等现象,“低温焦虑”已经成为影响电动汽车市场化进程中的用户体验痛点。
智能一体化热管理系统关键技术
智能一体化热管理关系不仅是解决电动汽车低温性能的重要技术手段,还关系到整车多方面综合性能,且存在系统架构复杂、绿色环保工质替代进程加快、极寒环境能耗仍需提升、关键部件可靠性等多项挑战。
通用、福特、丰田、本田、宝马等汽车企业纷纷与国际知名汽车热管理研发机构合作,通过数字化仿真软件和热力学风洞试验共同开发新型整车热管理系统,作为长期发展战略以应对新型智能汽车所面临的技术挑战。
高效压缩机
电动压缩机是电动汽车热泵空调系统最核心的部件之一,是降低能耗的主要改善对象。电动涡旋式压缩机结构简单,噪声低,体积小,重量轻,运行效率高,成为当前电动空调压缩机的主流,但是在低温制热能力、可靠性密封、低温启动润滑等方面仍需要优化设计。
微通道换热器
微通道换热器扁管堵塞面积少,换热系数增强,每根管都是多孔结构,管侧换热面积显著增大;全焊接,无接触热阻,翅片导热效率高;微通道的流程长度和流程数量可以灵活调整。整机换热效率提升30%,体积、重量、冷媒充注量减少50%。
智能化控制
个性化舒适性控制。智能化控制技术成为新能源汽车整车环境控制及热管理的一个重要发展方向。通过先进的温湿度传感器、结雾探测器、室内空气品质检测器、空调系统能耗分析系统、人体舒适度感官评价反馈系统,检测人体皮肤温度、前档玻璃的结雾状况、车内有害气体浓度,自动调控汽车空调的送风量、送风部位和送风方式,保证人体舒适性的自学习算法。
基于车路云构建整车大能量管理循环。研究基于道路信息、天气信息、用户设计、车辆信息融合的预测性整车能量管理,对电池包可用功率可用容量预测、结合充电设施距离等信息对整车驱动系统和热能进行精细化管理,实施对驾驶员引导策略、动力系统温度控制策略、舒适性智能分配策略,是车云融合背景下整车能量管理优化的重要方法和路径。
未来趋势
随着电动汽车产销及保有量的持续提升,电动汽车对热管理系统提出了比传统车更高能效的要求、更多应用场景的功能需求。电动汽车热管理系统正向着宽温域全场景、控制一体化、节能环保化、高度集成化、云端智能化方向快速发展。
面向未来,我们亟需构建包含电池温控回路、动力总成余热回收、空调采暖降温回路、车桩温控回路的智能一体化热管理架构;研究基于环保工质、多热源耦合的新型热力循环技术;研究集成式阀组、超级膨胀水壶等结构高度集成化技术,不断降低系统重量和成本;研究基于交通、环境、出行驾驶习惯等多信息融合和预测的智能管理系统,并实现软硬解耦,功能快速升级。
来源:百家号。