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热管理系统的解释—热管理系统有哪些类型,各有什么优缺点
来源:本站 时间:2024-07-04
什么是集成式热管理系统?

什么是集成式热管理系统?

“冬天不敢开暖风,夏天不敢开冷风”、“冬天怕电量冻缩水,夏天怕电池过热”...

智己是如何让用户实现“冷暖恒温”的呢?今天,就来聊聊一项智己LS6使用的一项新技术,智己自研集成式热管理系统。

热管理对电车重要吗?

无论是燃油车,还是电动车,车辆的热管理都是一个很大很重要的课题。不过,汽车的热管理系统粗略分起来,可以分成空调系统管理和动力系统两大块。

热管理不仅要管理热还要管理冷,由于动力系统内核的变化,燃油车和电动车的热管理架构是完全不一样的。

燃油车因为发动机热效率不高,可以利用发动机的废热为驾驶舱供暖;纯电车电机效率非常高,产生的热量不能满足座舱取暖需求,必须用PTC、热泵等来辅助供暖。

燃油车时代消费者普遍对于“热管理”无感,但到了纯电汽车时代,整车热管理系统,不管是给座舱调节温度、还是给三电散热保温,都对能耗、续航产生了直接的影响。

换句话说,它直接影响到了我们的用车体验,热管理扮演着举足轻重的角色。

统一调配,避免浪费

随着技术的演变,电动车的热管理也经历了数代的更迭。

最早,电动车使用空调单冷配合PTC电加热,电池采用空气冷却,各子系统独立。PTC的优势是加热快,缺点是能耗大,所以空调费电是那一时期消费者对于纯电车最大的抱怨。

后来,电动车引入了热泵空调,配合电辅热,降低了空调的能耗,液冷逐步成为电池热管理的主流模式,同时,主机厂对电池与乘员舱回路进行了简单整合。这也是目前主流电动车采用的热管理方案。

智己LS6区别于主流热泵车型,使用的集成式热管理技术将座舱空调、动力系统中的电池、电驱热管理集成一体,也就是将各子系统的能量集中起来管理,这样就能精准分配,不浪费一丝能量。

例如,油车可以用发动机废热为座舱供暖,现在LS6通过集成式热管理管理,可以用电机的产生的余热为座舱供暖,从而降低空调能耗。

再比如,电池随着温度降低,负责搬运能量的锂离子会在电解液中结晶变成固体,导致电池放电能力大幅下降。同样,LS6也可以将电机余热回收起来,为电池加热,提高电池活性增加续航表现。

比如,竞品受物理架构约束,利用电驱余热的同时,电池的温度也会同步降低。但智己通过自研,将“电池储热+电驱余热+环境热源+PTC”的热管理进一步全局优化,就能解决这个问题。

对热量控制进一步细化,智己进一步丰富了热管理模式,自研了21种热管理模式,实现了全环境全工况能耗优化。一般来说,主流热泵车型只有12种热管理模式,特斯拉Model Y也只有18种模式。

更强的环境适应性

在极寒和高温环境下,智己全新的热管理系统不仅能提供更舒适的乘坐体验,也能进一步降低能耗。

智己LS6搭载的全新大排量热泵技术,最低可以从-18°C的环境中获取外界热量,相比常规-10℃的热泵,具备更强的极端天气适应能力。

对于低于-18℃的环境,智己LS6高效的集成式热管理系统会利用余温回收和PTC技术,对热泵、电池进行加热,以应对更低的气温,对北方的车主冬季用车更加友好。

面对高温,智己LS6搭载双冷凝技术,仅需30s出风口温度就能从35℃降至20℃,较Model Y缩短一倍;15分钟车内温度就能从65.7℃降到25℃,同样较友商快一倍。

至于能耗,在40℃的高温下连续行驶8小时共400多公里,LS6空调总耗电量4.3kWh,平均1小时仅需0.5度电,百公里仅需1度电,耗能仅为作为对照组的Model Y一半。

车云融合,热管理更“聪明”

在整个热管理系统中,智己LS6实现了空调控制器与热泵控制器二合一集成化控制,同时将“车云融合”,实现热管理系统远程大数据诊断及标定。通过软件层面的集成,热管理也便变得“聪明”起来。

另外,很快将通过OTA的方式新增APP预约出行功能和智能出风口功能,车辆便能根据客户设定预约出行时间,提前为电池及座舱加热,降低短途出行能耗;智能出风口功能车辆可以通过读取占座信号,自动关闭无人乘坐位置的出风,让空调系统更加高效。

关于汽车热管理系统的那些事

汽车热管理系统是从系统集成角度出发,统筹热量与发动机及整车之间的关系,采用综合手段控制和优化热量传递的系统。其可根据行车工况和环境条件,自动调节冷却强度以保证被冷却对象工作在最佳温度范围,从而优化整车的环保性能和节能效果,同时改善汽车运行安全性和驾驶舒适性等。

汽车热管理系统主要用于冷却和温度控制,如对发动机、机油、润滑油、增压空气、燃料、电子装置以及排气再循环(EGR)的冷却和对发动机舱及驾驶室的温度控制等。汽车热管理系统由多个部件和传热流体组成,部件包括换热器、风扇、冷却液泵、压缩机、节温器、传感器、执行器、冷却水套和各种管道;传热流体包括空气、冷却液、机油、润滑油、废气、燃料、制冷剂等,这些部件和流体必须协调工作以满足车辆散热和温度控制要求。

通过上述介绍,大家都知道汽车热管理技术主要应用在汽车上,下边详细介绍一下具体应用在哪种类型的汽车上:

1、燃油汽车

燃油汽车的热管理系统由进气中冷回路、发动机冷却回路、空调系统回路及暖风芯体回路构成,回路与位于汽车前端的散热器相连,释放多余热量以维持回路正常运行温度。传统汽车以发动机为核心驱动,受到发动机属性的影响,汽车系统中超30%的热量需要由发动机冷却回路释放,避免发动机在高负荷运转状态下过热。发动机冷却回路包括冷却管、水箱、水泵、散热器等结构,利用冷却水完成热量传输与循环,稳定发动机运行温度在90℃上下。

2、电动汽车

电动汽车以电机取代发动机,其热管理系统由电机回路、电池回路、空调系统回路及暖风芯体回路构成。电动汽车的冷却回路与燃油汽车相似,但其工作目的及工作条件存在差异。例如,电机回路的合理运行温度不应超过80℃,而电池回路的合理运行温度应在20~35℃。通常情况下,空调系统回路负责汽车内部制冷,但也可对电池回路进行冷却。发动机被取代后,寒冷天气无法获取发动机余热进行供暖,而采用暖风芯体回路的正温度系数热敏电阻(PTC)将电能转化为热能。

目前大部分汽车热管理系统为开环控制,没有压力、流量、温度传感器对具体工作状况进行实时反馈,无法有效管理系统根据实际工作状态进行实时控制。在汽车运行中,由于驱动电机和控制器产生的热量没有得到充分利用,不但造成能量浪费,而且不利于节能环保。

汽车热管理技术的合理化应用可提高汽车整车能源利用效率,带来更优的节能环保性能,并帮助汽车使用者降低经济成本。随着科技的发展,汽车热管理系统一定会带给我们更多的惊喜。

本文由石家庄藁城区兴安镇中学高级教师崔会欣进行科学性把关。

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