文|史这样滴
编辑|史这样滴
电动汽车热管理的重要性在于，电动汽车的高效运行和长寿命都需要保持适宜的工作温度，要是电动汽车无法有效地控制温度，就会影响电池和电机等核心部件的性能和寿命。
而且，电池温度过高还可能导致安全隐患，因此热管理在电动汽车设计中显得尤为重要。
电动汽车的能源利用效率相较于传统燃油车还有较大提升空间，虽然电动汽车本身具备节能环保的特点。
但是仍然会产生一定数量的余热，只有通过合理的热管理系统，将这些余热进行回收和利用，才能最大程度地提高能源的利用效率，减少能源的浪费。
电动汽车在低温环境下的性能也容易受到影响，在极寒地区或者冬季寒冷时，电池的性能会受到一定程度的影响，导致续航里程缩短、充电速度减慢等问题。
因此，为了提高电动汽车在恶劣环境下的适应性和可靠性，热管理系统也扮演着不可或缺的角色。
综上所述，电动汽车热管理的重要性不仅在于延长关键部件的使用寿命，保障车辆的安全性，还在于提高能源利用效率，增强电动汽车在极端环境下的性能表现。
只有通过合理的热管理设计和优化，才能使电动汽车更好地适应各种工况，推动电动汽车技术的持续发展与进步。
电动汽车热管理系统的组成部分可以分为多个方面，一边是电动汽车冷却系统，为了保持电池和电机的适宜工作温度，冷却系统负责散热与降温。
冷却系统包括散热器、冷却液、水泵和风扇等部件，冷却液循环通过散热器，以便在电动汽车运行时有效地将余热散发出去。
另一方面是电动汽车加热系统，电动汽车在寒冷的气候条件下，要是车内温度不足或不舒适，会影响驾驶者的体验。
加热系统就成为必要的组成部分，加热系统可通过电池电力或者独立的电加热器来为车内供暖。
除了冷却和加热系统，电动汽车还需要一个座舱温度控制系统，它能够根据驾驶者的需求进行温度调节，这样即使在不同的季节和气候条件下，驾驶者都能保持舒适的驾驶环境。
虽然热管理系统在提高电动汽车性能和驾驶体验方面起着至关重要的作用，但是要是不合理设计或者不当使用，也可能对电动汽车产生不利的影响。
在设计和实现电动汽车热管理系统时，要充分考虑不但车内舒适性需求，而且对电池和电机的保护要有所考虑。
不管电动汽车的热管理系统有多完善，都无法完全避免能源的消耗，因为一方面在加热或者冷却过程中，能量是要消耗掉的。
为电动汽车提供一个高效、可靠、舒适的热管理系统，与其只有追求驾驶体验而忽略电池和电机的保护，不如兼顾两者，使得电动汽车在实现高性能和长寿命的同时，也能满足驾驶者的舒适需求。
电动汽车热管理系统是确保电动汽车在工作过程中能够保持适宜的工作温度，保证其高效、稳定运行的重要组成部分，尽管电动汽车在很多方面表现优异。
然而，由于电动汽车的电机运行过程中会产生大量的余热，若不加以合理的利用和控制，这些余热可能会对电动汽车的性能和寿命产生不良影响。
电动汽车热管理系统的工作原理主要基于余热回收技术，一边，电动汽车电机在工作过程中会产生大量的余热。
这些余热可通过热管理系统进行回收和再利用，为了高效地回收这些余热，电动汽车热管理系统通常包括热交换器、冷却液循环系统、热泵等关键组件。
当电动汽车电机工作时，产生的余热通过热交换器传导到冷却液中，从而降低电机温度，然而，不光仅要回收电机产生的余热，也要同时关注电池组、控制器等部件的热量管理。
因此，热管理系统还需要根据电池组和控制器的工作温度，通过热泵等方式实现对其余热的回收和利用。
这样，无论在电机、电池组还是控制器等部件的工作过程中，都能保持合适的工作温度，提高电动汽车的整体效率和性能。
不管电动汽车在何种工作状态下，都需要电动汽车热管理系统的持续工作，如果热管理系统发生故障或失效，即使电动汽车其他部件运行良好，也会因温度过高或过低而影响整车性能。
因此，热管理系统的稳定性和可靠性至关重要，要是热管理系统失去控制，导致电动汽车温度失控，可能会导致车辆损坏甚至发生危险。
为了确保电动汽车热管理系统的有效工作，需要按照严格的设计要求进行构建，与其随意设计热管理系统，不如按照系统工作特点和车辆工作条件进行精准的热管理系统设计。
热管理系统设计复杂，但是只有合理有效的系统设计，才能保证电动汽车在各种工况下都能稳定高效地运行。
虽然电动汽车热管理系统对整车性能至关重要，但是也不能忽视其能耗问题，只有热管理系统本身运行能耗较低，才能保证在回收余热的同时不增加额外的负担。
综合来看，电动汽车热管理系统通过回收电机余热，确保电动汽车在各种工况下都能保持适宜的工作温度。
无论是为了提高整车性能，延长电池寿命，还是降低额外能耗，热管理系统在电动汽车的发展和推广过程中发挥着至关重要的作用。
电机余热产生原因与特点紧密相联，电机余热是指在电动汽车的驱动过程中，电机由于内部电阻和能量转换等原因，会产生一定数量的热量。
这些热量主要源自于电流通过电机时产生的电阻损耗和磁场产生的涡流损耗，即使在高效的电机设计下，也难以完全避免这种余热产生。
尽管电机余热产生不可避免，但是它也具有一定的特点，首先，电机余热是一种浪费，因为它会消耗一部分电能，降低电动汽车的能量利用效率。
其次，电机余热会导致电机温度升高，影响电机的性能和寿命，虽然电动汽车通常装备有散热系统来冷却电机，但是在高负载或长时间工作的情况下，仍然可能导致电机过热。
要是未对电机余热进行有效利用和控制，不仅会浪费能源，还会对电动汽车的安全和可靠性造成影响，因此，对电机余热的回收和综合热管理显得尤为重要。
但是，要想实现对电机余热的回收利用并不简单，与传统的内燃机车辆不同，电动汽车的电机余热产生时刻和特点相对复杂多变。
其余热产生与车速、负载、驾驶习惯等因素息息相关，这就给余热回收系统的设计和优化带来了一定的挑战。
然而，只要能够合理地收集和利用电机余热，就能有效提高电动汽车的能量利用效率，延长电机寿命，并在一定程度上改善车辆的综合性能。
与其将电机余热浪费掉，不如按照现有技术要求，开发出高效的电动汽车综合热管理系统，将余热回收用于车内供暖、电池温度调节或预热等方面。
进一步提升电动汽车的能效和实用性，无论在现有的电动汽车中还是未来的新能源汽车中，都值得重视电机余热回收技术的研究与应用。
电机余热回收是一种利用电动汽车电机运行时产生的余热，将其转化为有用能量的技术，电动汽车在行驶过程中。
电机会因电流通过导线而发热，产生大量余热，尽管电机本身的效率在不断提高，但仍然存在一部分电能被转化为无用的热能损失。
然而，只要合理设计和应用余热回收系统，就可以最大程度地利用这部分热能，将其转化为电动汽车所需的其他形式的能量。
电机余热回收的工作原理主要通过热能转换和传输实现，在电动汽车运行过程中，电机发热的过程中产生的高温热能。
首先被收集并传输到余热回收系统中，与其浪费这些高温热能，不如将其用于发电或加热，以提高电动汽车的整体能量利用效率。
在余热回收系统中，常用的工作原理之一是通过热交换器的运作来实现热能的转换，热交换器内部通常包含一种工质。
如工业流体或制冷剂，它具有较低的沸点，电机产生的高温热能通过热交换器与工质进行热交换，使得工质蒸发，转化为高压高温的蒸汽、
随后，高压蒸汽可以驱动汽轮机或压缩机等设备，产生动力或压缩空气，这样一来，电机的余热被转化为其他形式的能量，再次利用，从而提高了电动汽车的能量效率。
此外，余热回收系统还可以将部分高温热能用于加热电动汽车的乘员舱或电池组，在寒冷环境中提供更舒适的驾驶体验，或者为电池组提供适宜的工作温度，从而改善电池性能和寿命。
虽然电机余热回收技术在理论上十分吸引人，但在实际应用中仍面临一些挑战，如何在电动汽车的设计中融入余热回收系统，以确保其稳定性和可靠性。
尽管电机余热回收技术存在一些挑战，但只要不断进行技术改进和优化，无论是从节能减排的角度还是提高电动汽车续航里程和整体性能的角度来看。
电机余热回收都是一个值得深入研究和推广的方向，与其只是满足现有的电动汽车技术，不如不断探索新的技术创新，为实现可持续交通发展贡献自己的力量。
技术解读｜智能电动汽车热管理系统，让人与车在室温下提升效率来源： GARY S. VASILASH SAE International
图为博世的热管理单元。元件的整合与封装很重要，但对各种热管理需求做出快速反应的能力也同样重要。 (博世)
和人类一样，电池也喜欢在室温环境下工作。热管理系统不仅能保证这一点，还能最大限度提升效率。
通用汽车在首次公开2025款凯迪拉克Escalade IQ——搭载200 kWh以上的24模块Ultium电池包、预计续航里程为450英里（724公里）、最大输出功率为750hp的SUV——时列举了该车的一系列特色技术，如基于高通骁龙平台的55英寸LED显示屏，以及可将转弯半径减少6.5英尺以上（至39英尺4英寸）的四驱系统等。
但其中有一项技术对于这辆预计售价高达13万美元的奢华电动汽车而言似乎平平无奇，那就是热泵。
Escalade IQ搭载了通用的Ultium能量回收系统，其功能是允许“热量在电池/动力电子系统和车厢之间转移。”开发Ultium能量回收系统的初衷是为了“最大限度利用每瓦功率，优化续航里程，并尽可能减少用于五种地区气候控制的高压电池的能耗。”
当凯迪拉克推出2025款Escalade IQ时，它不仅强调了其最新电动汽车中的各种客户舒适性和技术，还呼吁人们关注基于热泵的热管理系统，该系统有助于优化能源使用。 （凯迪拉克）
换言之：杜绝浪费Escalade IQ的驱动能量，并同时确保车厢的最大舒适度。Ultium能量回收项目经理Lawrence Ziehr解释了必须将Ultium电池包的工作温度维持在最佳区间内的原因：“冷却的最大挑战在于使整个电池包均衡冷却。我们通过将电芯与一个常规热交换器连接，使热流均衡地流经电池包模块。我们将整个电池包的冷却和加热视为优先任务，只有实现这一点才能最大限度利用功率，同时保证汽车的性能和续航。”
为此，Ziehr补充道：“我们在系统与制冷器及热泵的连接处进行了大量冷却工作，成功使电池降至环境温度以下。”搭载Ultium系统的所有通用车型都采用了该方案。
汽车的核心
美国Vitesco技术公司北美电驱系统业务部主任Jason McClymont指出，“热管理现已成为汽车的核心。没有热管理，电动汽车的其他部件便难以在理想状态下工作。”
其同事Gerhard Eser是公司的热管理首席专家，他进一步指出：“在电动车中，我们用于加热和冷却的唯一能量基本都来自于电池。”
车主最关心的当然是如何实现最大续航。但这牵涉到其他许多问题，比如车厢温度不宜太冷或太热，还有电池温度必须控制在最佳工作范围内。正如博世马萨诸塞省Waltham工厂工程主管Andreas Douglas所说的，“和人类一样，电池也喜欢在室温环境下工作。所以我们希望电池处于舒适的状态，否则它的效率就会大打折扣。”
这意味着被Douglas称为“一切功能的基础”的热管理在电动汽车中扮演着多个重要角色——从维持车厢舒适到满足电池及相关车载电子系统的热需求。
智能技术
在此背景下，工程师必须开发出Douglas所称的“智能技术”。对于传统油车，内燃机产生的废热可以用于冬季的车厢供暖。但夏季的情况则截然不同。“空调永远需要依赖发动机，”博格华纳首席技术官Harry Husted表示。“当汽车处于空转状态下，如果空调压缩机突然启动，那么发动机就必须泵入额外燃料，以产生旋转空调压缩机的扭矩。”
博格华纳800v高压冷却液加热器。这是一款紧凑型装置，采用厚膜加热和钎焊铝翅片技术，便于快速充电应用的热传递。
通常这部分燃料不会被视为巨大的损耗。但对于电动车，正如Husted指出的，车主通常希望车辆在充满电后能达到厂商宣称的最大续航里程。但实际上，对电池的需求不仅仅只有产生推进扭矩所需的能耗。
这意味着必须开发出可将推进之外的电池能耗降至最低、并将任何废热加以高效利用的技术。“分给其他功能的电量越高，用于推进的电量就越低，” Vitesco的Eser表示。“这就是为什么我们必须将系统中的所有废弃能量，即来自于电机、电池和电子系统的废弃能量连接并汇总起来。而电动车和内燃机的最大区别在于，我们必须更加谨慎地对待宝贵的能量。”
博世的Douglas表示，虽然内燃机“各部件的热管理都是分别考虑的”，但博世对电动车“采用了全局性的思考方式：我们研究各个子系统的需求，从而开发出让能量在其间高效转移的产品和技术。”换言之，他们开发的系统可以确定哪个子系统存在热能需求或余热，并相应地将热能转移过去或提取出来。
不仅如此，博世还研究了如何充分利用环境温度。博格华纳的Husted举了个例子：“当你想冷却电池包时，如果电池包的温度高于周围温度，那么你就可以通过周围空气将冷却液冷却。”
Douglas表示博世甚至还在考虑将太阳能用作辅助能源。
“封装”带来的挑战
然而，这些电动车的热管理系统都面临着一个制约因素：封装。
Douglas表示电动车的封装是一个关键的性能指标。“想想前置行李箱。”尽管由于移除了巨大的发动机，电动车前盖下方的空间比燃油车宽裕不少，但那里依然有动力电子系统、逆变器、电机等设备。因此热管理系统依然需要相对紧凑。
回到之前提到的用空气冷却电池的可能性，Husted指出，“这种想法看上去很简洁，因为这样无需使用冷却剂和管道，还可以减少这部分的重量。但问题在于空冷的热传递效率非常低。因此气道必须做得非常大，还必须配备风扇。但由于汽车有紧凑性的需求，而且推进功率高达100 kW级，这种功率级别远远高于家庭用电，更接近社区用电。因此相比空冷，液冷是更优的选择。”
博格华纳同样认可液体热交换的效率，并开发了一系列可同时加热电池包和车厢的紧凑型高压冷却液加热器。Husted指出电池加热非常重要。“电池包在温暖的时候可以更高效地输电和充电。而当锂电池的温度太低时，就不能过于猛烈地充电，或者最好不充电——因为这时候阳极的锂镀层电势非常低。总之，温暖的电池有助于充电和能量输出。”
Vitesco开发了一个冷却液热管理模块，McClymont称之为“集成了多个泵和阀门的单元。我们将整个热管理系统的架构简化至一个模块，因此安装和封装都变得非常容易，因为只有一个中央单元。”
Eser介绍该模块有多个进出口，而且安装位置应该位于管道总距离最短处（以减少冷却液的用量和重量），而且可能需要位于车辆底侧，“因为人们都认为电动车就应该有前备箱。”
Our Next Energy正在开发一系列LFP电池。该公司创始人兼首席执行官Mujeeb Ijaz表示，“我们相信要让电池变薄。你最终会在两侧都有一个铝制散热器。”电池外壳底部有一块冷板。这些电池与冷板结合，形成Ijaz所说的“高效传热” （ONE）
无独有偶，博世也开发了数款将加热和冷却系统纳入紧凑封装的灵活热管理单元。Douglas将其形容为“以聪明的方式使用冷却液、润滑油等任何转移热能的媒介。而且你不希望在此过程中浪费能量。”在内燃机时代，长距离的布线相对而言不是一个问题，但对于电动车，任何损耗都非同小可。
以上所有问题都汇总为Douglas所称的复杂工程挑战，即在确保推进系统的所有部件（电池、动力电子、电机）都处于最佳工作温度的同时，使车厢内部也具有舒适的环境。
Douglas举了个形象的例子：“假设一辆位于亚利桑那州的电动车需要在载人的情况下进行快充，什么样的技术可以实现该情景？”
如何看待电池的浸没式冷却技术？
让电池在各种条件下都处于合适的温度区间（即负载时冷却，环境温度低时加热）通常是通过电池包底部的液冷盘以及电芯之间的液冷通道实现的。
但将所有电芯浸入介电液体的想法又如何？理论上，这不仅能提升整个电池包的热一致性，还能免去冷却盘、热界面材料等部件。
但IDTechEx.com的首席技术分析师James Edmondson指出，浸没式冷却存在大量技术挑战，因此尽管它的确具有诸多益处，但可能只会用于高性能、高成本的电动车上。
“该技术的行业经验非常少，因此尚未针对量产进行优化。除了这点造成的高成本外，电池模块的防泄漏封装也是耗费成本的技术难题。因此，目前只有高端低产量电动车会采用这种技术。”他补充道，“此外，浸没式冷却通常需要在电芯之间留出空隙好让冷却液通过，但液体自身是有重量的，因此这样做等于降低了电池包的能量密度。这意味着对于一个在既定的体积内装入尽可能多的电池容量的应用，浸没式冷却可能不是一个理想的解决方案。但浸没式冷却更适合在既定体积内装入尽可能多的功率的应用，也就是赛车和高性能车型等。”
2021年，总部位于德国斯图加特的马勒集团曾表示正在研发浸没式电池冷却，并强调了该设计可减少直流快充的时间，还有可能降低电池尺寸和成本。1级供应商法雷奥在2023 IAA车展上表示已和法国的道达尔能源集团建立合作伙伴关系，将共同研发利用电解液的浸没式冷却系统，该系统“还将用于未来法雷奥所有动力电子产品的冷却。”
Edmondson指出，IDTechEx的调研结果显示，2023年上半年共有96%的电动车使用冷却盘冷却。但在2026-2033年间，浸没式冷却将以每年高达9%的速度增长，但它依然将是“汽车热管理市场中一个相对较小的领域。”
