不再畏惧冷暖 电动汽车温控系统组成详解-九游会真人第一品牌

电动汽车相比于传统的燃油车，电动车的温控系统会更为复杂，设计要求和难度也相应更高。其中制冷系统和采暖系统是电动车的用电大户，特别是采暖系统，当冬季行驶打开ptc加热器采暖时，几乎三分之一的电量用于电池模组的制热，从而让动力电池能快速达到工作温度，否则将严重影响汽车正常行驶和续航里程。

温控系统，顾名思义，就是整车温度控制系统，又称整车热管理系统，主要功能就是对整车内部温度及部件工作环境温度进行控制和调节作用，以保证部件能正常工作，给乘员提供舒适的乘坐环境。温控系统是整车不可或缺的一部分，它不仅为驾乘人员提供舒适的驾乘环境，更要有效保证某些零部件正常、高效工作。

对于传统燃油车而言，温控系统主要包含空调系统和发动机冷却系统，两个系统相对独立。

（传统燃油汽车温控系统）

电动汽车温控系统组成

对于纯电动汽车而言，可根据各个部件工作温度要求，一般会设计有：空调制冷系统、采暖系统、电机冷却系统和电池温度控制系统。

空调制冷系统，与传统车类似，使用电动压缩机取代传统压缩机(发动机带动)。主要包含电动压缩机，冷凝器、储液罐、膨胀阀、蒸发器、冷却风扇、鼓风机等零部件。

（纯电动汽车温控系统组成结构）

温控采暖系统介绍

目前电动汽车的采暖系统主要有两种加热方案

1、采用ptc空气加热器直接加热空气，取代传统车上的暖风芯体。冷空气直接流经加热器表面，加热后送入车内。这种方案成本比较低，但由于ptc接入乘员舱内，存在一定的安全风险，此外加热器表面温度比较高，容易将周边塑料烤热发出异味。所以采用这种方案的时候，在设计加热器的安装位置时需要更为细致留意。

（ptc空气加热器）

2、采用ptc水加热器间接加热空气。保留传统空调的暖风芯体，外接一套ptc加热循环回路。ptc先把水加热，热水流入暖风芯体与冷空气换热，冷空气被加热后送入乘员舱内。整套回路布置与前舱内，避免了高压接入乘员舱内的安全隐患，加热后的水温不会烤热塑料而发出异味。但这套系统增加了ptc、水泵、管路等零部件，相对与第一种方案成本会更为高昂。

（ptc水加热器加热空气方案）

温控电机冷却系统介绍

电动汽车的电机冷却跟发动机冷却系统相似，一般由电动水泵、散热器、冷却风扇、膨胀水壶和管路等部件组成。如果车内的电子功率件(电机控制器、dcdc等)的冷却方式与电机的相同，一般会把功率件也串联在此回路里面，根据各个零部件的温度特性进行排布。

（电机温控系统）

温控电池热管理系统

目前电动汽车的电池热管理系统目前主流的主要有三种方案

1、风冷模式

风冷是以低温空气为介质，利用热的对流，降低电池温度的一种散热方式，分为自然冷却和强制冷却(利用风机等)。该技术利用自然风或风机，配合汽车自带的蒸发器为电池降温，系统结构简单、便于维护，在早期的电动乘用车应用广泛，如日产聆风（nissan leaf）、起亚soul ev等，在目前的电动巴士、电动物流车中也被广泛应用中。

但是这种方案受外界环境影响比较大，特别是高温天气下，需要从乘员舱引入冷风，换热效率比较低，因入口风温比较难控制，故电池温度也比较难控制。

风冷的基本原理图如下：

（典型风冷结构图）

2、水冷模式

采用水冷方式换热，通过液体对流换热，将电池产生的热量带走，降低电池温度。液体介质的换热系数高、热容量大、冷却速度快，对降低最高温度、提升电池组温度场一致性的效果显著，同时，热管理系统的体积也相对较小。采用水冷模式一般采用一个换热器与制冷循环耦合起来，通过制冷剂将电池的热量带走。整个系统主要包括：电子水泵，换热器，电池散热板，ptc加热器、膨胀水箱。

（典型液冷系统结构图）

电池需要冷却时，电池通过散热板与冷却液进行换热，加热后的冷却液被电子水泵送入换热器内，在换热器内部一侧通入制冷剂，一侧通入冷却液，两者在换热器内充分换热，热量被制冷剂带走，冷水流出换热器在流入电池，形成一个循环。电池需要加热时，关闭制冷回路，开启ptc加热器，冷却液被加热后送入电池内部，通过散热板加热电池。可以通过控制制冷回路通断以及控制ptc加热功率，来控制冷却热的温度，从而控制电池内部温度。此种方案系统比较复杂，气密性要求也较高，成本高昂。但是其形式较为灵活，温度较易控制准确。

水冷模式是目前许多电动乘用车最为主流的优选方案，典型应用有：特斯拉、通用沃蓝达（volt）、吉利帝豪ev等。

3、直冷模式

直冷模式就是使用制冷剂直接对电池系统进行快速冷却散热，其原理是利用制冷剂(r134a等)蒸发潜热的原理，在整车或电池系统中建立空调系统，将空调系统的蒸发器安装在电池系统中，制冷剂在蒸发器中蒸发并快速高效地将电池系统的热量带走，从完成对电池系统冷却的作业。但是此种方案只能解决电池系统的冷却散热的问题，却不能解决电动汽车电池在低温地区快速升温的要求，所以一般需要单独另外设计一个加温系统进行快速升温。

目前通过直冷的冷却方式最典型的应用是bmw i3(bmw i3同时采用液冷、直冷两种冷却方案)。