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隨著新能源汽車的普及，大量與新能源汽車熱管理相關(guān)的問(wèn)題也隨之出現(xiàn)。例如：
開(kāi)空調(diào)也是一樣。為什么BEV的續(xù)航里程在冬天會(huì)縮得更厲害？
為什么有些純電動(dòng)車在冬天容易充電失??？
為什么有些電池組幾年后容量衰減很大？
現(xiàn)在比較熱的熱泵空調(diào)是怎么回事？
當(dāng)前汽車熱管理存在哪些問(wèn)題，新能源汽車的汽車熱管理將向哪個(gè)方向發(fā)展？
這些問(wèn)題在一定程度上與車輛的熱管理有關(guān)。新能源汽車的熱管理除了傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)（HVAC）外，還包括電池?zé)峁芾?、電力電子熱管理（包括電機(jī)、OBCM、APM等）、發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理（混合動(dòng)力汽車）、變速箱散熱等。本文還將對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行串聯(lián)介紹。本文首先介紹了傳統(tǒng)車輛的熱管理，以幫助您更快地了解該系列的其余部分。
在以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車中，熱管理主要分為兩部分。一是汽車空調(diào)系統(tǒng)，主要用于保持車廂內(nèi)適宜的溫度。另一個(gè)是動(dòng)力總成熱管理系統(tǒng)，主要涉及發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的冷卻。
1、傳統(tǒng)汽車空調(diào)系統(tǒng)
傳統(tǒng)的汽車空調(diào)除了除霜和空氣凈化外，主要實(shí)現(xiàn)制冷和制熱兩種功能。一般是夏天制冷，冬天加熱，但兩種加熱方式確實(shí)是通過(guò)不同的管道實(shí)現(xiàn)的。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，制冷主要是通過(guò)空調(diào)壓縮機(jī)的制冷回路（由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)）來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而制熱則是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水放出的熱量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。制冷制熱方式的不同，導(dǎo)致其對(duì)新能源汽車的影響被放大，下文將進(jìn)一步闡述。
如下圖所示，汽車空調(diào)由加熱器、制冷、通風(fēng)凈化、控制四部分組成。
與家用空調(diào)的原理一樣，汽車空調(diào)的制冷系統(tǒng)由五個(gè)主要部件組成。蒸發(fā)器布置在中控下方，與進(jìn)入駕駛室的空氣直接接觸；壓縮機(jī)將流出蒸發(fā)器的氣體壓縮成高壓氣體；冷凝器設(shè)置在車頭，與冷卻風(fēng)扇、散熱器集成為一體，實(shí)現(xiàn)管道中的熱量散發(fā)到空氣中；還有儲(chǔ)液干燥機(jī)（吸濕過(guò)濾用）、膨脹閥，它們之間一般采用金屬管道或高壓膠管形成封閉管道。制冷劑被添加到管道中，將熱量從車內(nèi)傳遞到車外。如下所示。
如下圖所示，壓縮、放熱、節(jié)流、吸熱四個(gè)過(guò)程構(gòu)成了汽車空調(diào)制冷的循環(huán)。低壓區(qū)（約0.2MPa）位于膨脹閥出口至壓縮機(jī)內(nèi)部；高壓區(qū)（約1.5MPa）位于壓縮機(jī)排氣口至膨脹閥進(jìn)口之間。
如下圖“汽車空調(diào)制冷過(guò)程”圖所示，空調(diào)壓縮機(jī)將吸熱式氣體制冷機(jī)壓縮成高溫高壓氣體并排出（環(huán)境溫度為30℃時(shí)，制冷劑壓力約為 1.5MPa, 70°C)。高溫高壓氣體在冷凝器內(nèi)將大量熱量散發(fā)到外界空氣中，冷凝形成中溫高壓制冷劑液體（制冷劑溫度57℃，壓力約15MPa） . 然后制冷劑被儲(chǔ)液干燥器中和汽車有前除霜器么，并通過(guò)膨脹閥到達(dá)蒸發(fā)器。此時(shí)制冷劑為低溫低壓液體（制冷劑液體壓力約為0.2MPa，溫度為0℃），容易吸收周圍空氣的熱量。制冷劑吸熱后變成氣體（此時(shí)制冷劑氣體壓力為0.2MPa，溫度約5℃）返回空調(diào)壓縮機(jī)，整個(gè)過(guò)程循環(huán)往復(fù)。
加熱過(guò)程由加熱器實(shí)現(xiàn)，主要用于提高車內(nèi)溫度和前擋風(fēng)玻璃除霜。如下圖所示，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后散發(fā)的熱量給發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水，熱的冷卻水循環(huán)到加熱器芯，鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)加熱器芯吹出風(fēng)來(lái)加熱空氣，這樣駕駛者就可以感覺(jué)到出風(fēng)口的熱風(fēng)。
另外，與汽車空調(diào)相關(guān)的是車內(nèi)風(fēng)道及相關(guān)控制閥的設(shè)計(jì)，主要實(shí)現(xiàn)出風(fēng)口的位置、溫度的調(diào)節(jié)等，如下圖所示。這部分就不詳細(xì)討論了，有興趣的同學(xué)可以查看相關(guān)資料。
某機(jī)型送風(fēng)除霜風(fēng)道
某車型前后排風(fēng)道
2.動(dòng)力總成熱管理
動(dòng)力總成熱管理，主要是通過(guò)冷卻液帶走發(fā)動(dòng)機(jī)或變速箱工作過(guò)程中產(chǎn)生的熱量汽車有前除霜器么，使兩者的溫度保持在合適的工作范圍內(nèi)，保證整個(gè)系統(tǒng)高效工作，避免過(guò)熱。造成的組件損壞。發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻主要通過(guò)冷卻液和潤(rùn)滑油來(lái)實(shí)現(xiàn)；齒輪箱的冷卻主要是通過(guò)潤(rùn)滑油來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這部分不會(huì)詳細(xì)介紹潤(rùn)滑油冷卻，而是主要談?wù)劙l(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的熱管理。
如下圖所示，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)主要由水泵、散熱器、冷卻風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體水套、缸蓋水套等部分組成。發(fā)動(dòng)機(jī)的熱管理主要可分為大循環(huán)和小循環(huán)；兩者之間的切換由恒溫器實(shí)現(xiàn)。
發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)示意圖
1. 散熱器 2、5，冷卻液溫度傳感器 3，冷卻液供給口 4，恒溫器 6，加熱器熱交換器 7，加熱器控制閥 8，冷卻液/油熱交換器 9，變速箱油/冷卻液熱交換器 10，調(diào)節(jié)裝置
如下圖 1 所示，當(dāng)冷卻液溫度較低時(shí)，恒溫器保持關(guān)閉狀態(tài)。此時(shí)冷卻液在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部循環(huán)，不經(jīng)過(guò)散熱器（減少熱量損失），使水溫迅速達(dá)到合適的工作溫度。如下圖2所示，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度超過(guò)一定值時(shí)，節(jié)溫器會(huì)打開(kāi)，讓冷卻水通過(guò)散熱器散熱，使發(fā)動(dòng)機(jī)水溫不會(huì)過(guò)高。
1 小循環(huán)冷卻系統(tǒng)示意圖
2 冷卻系統(tǒng)大循環(huán)示意圖
對(duì)于加熱器單元（發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液是熱源），實(shí)際情況如下圖所示。暖風(fēng)系統(tǒng)中有一個(gè)暖風(fēng)芯，又稱暖風(fēng)水箱，由水管和散熱片兩部分組成。兩端分別與冷卻系統(tǒng)的出口和入口相連。高溫的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液進(jìn)入加熱器箱，加熱流過(guò)加熱器箱的空氣，然后返回發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)。
由上可見(jiàn)，對(duì)于客艙的加熱過(guò)程，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水作為熱源是很容易獲得的。對(duì)于新能源汽車來(lái)說(shuō)，缺乏這種穩(wěn)定的熱源，對(duì)新能源汽車的續(xù)航影響很大。
明天我們將為大家?guī)?lái)“新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)”系列文章的第二篇，敬請(qǐng)關(guān)注。
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