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隨著電動(dòng)新能源汽車的發(fā)展，馬勒深知電動(dòng)化是汽車行業(yè)發(fā)展的未來。因此，馬勒制定了“雙軌戰(zhàn)略”，即鞏固現(xiàn)有市場(chǎng)地位和開發(fā)創(chuàng)新技術(shù)以實(shí)現(xiàn)未來的可持續(xù)發(fā)展。

在高效內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域，馬勒提供優(yōu)化效率的發(fā)動(dòng)機(jī)零部件和降低油耗和排放的發(fā)動(dòng)機(jī)周邊產(chǎn)品。隨著電動(dòng)化的快速發(fā)展，馬勒汽車電子與機(jī)電一體化事業(yè)部和熱管理事業(yè)部將發(fā)揮重要作用。

其中，熱管理系統(tǒng)貫穿了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)到電動(dòng)汽車的發(fā)展。就電動(dòng)汽車而言，熱管理將成為實(shí)現(xiàn)快速充電、提高續(xù)航里程的關(guān)鍵技術(shù)。

馬勒中國(guó)熱系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)理 賈洪濤

電動(dòng)汽車熱管理的挑戰(zhàn)

首先，在冬季，電動(dòng)車的續(xù)航里程會(huì)大幅衰減，這是用戶最大的痛點(diǎn)。第一是沒有自由熱源，第二是電力驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的熱量?，F(xiàn)在電驅(qū)動(dòng)效率很高，本身產(chǎn)生的熱量也比較少，它的溫度也低，所以電動(dòng)汽車很難像傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)那樣。直接用冷卻液加熱。

第二個(gè)挑戰(zhàn)是，隨著電動(dòng)汽車的普及，用戶越來越注重能量補(bǔ)充。他們希望電動(dòng)汽車的充電時(shí)間越來越短。從普通的慢充到快充，現(xiàn)在很多汽車廠商，包括供應(yīng)商正在研發(fā)的超級(jí)快充，15分鐘、10分鐘就可以充滿60%甚至80%的電量。這樣一來，以后電動(dòng)車出行就不會(huì)有里程焦慮了。

第三個(gè)挑戰(zhàn)是隨著充電功率越來越大，電池內(nèi)部產(chǎn)生的熱量越來越高，這樣電池的溫度就會(huì)急劇上升，這將極大地影響電池的耐用性和充電效率電池。. 因此，需要一種新的思維方式來考慮這個(gè)問題并提出創(chuàng)新的解決方案。

面對(duì)挑戰(zhàn)馬勒提供全面的熱管理解決方案

未來3-5年，整個(gè)熱力系統(tǒng)??的溫度會(huì)進(jìn)一步升高，包括熱泵系統(tǒng)、超級(jí)快充、綜合能源管理，所以從技術(shù)角度來說會(huì)越來越難。

如何增加冬季里程

為什么電動(dòng)汽車的續(xù)航里程在冬季會(huì)明顯降低？典型的內(nèi)燃機(jī)熱系統(tǒng)使用發(fā)動(dòng)機(jī)的熱量來加熱它。熱是免費(fèi)的，所以冬天出行開空調(diào)基本不會(huì)影響續(xù)航里程。

但是，由于電動(dòng)汽車沒有發(fā)動(dòng)機(jī)，因此無法再利用自由熱能。最簡(jiǎn)單的方法是利用電池的電來加熱。這種解決方案雖然簡(jiǎn)單，但原本用于行駛里程的能量卻被用于取暖。隨著氣溫越來越低，消耗的能量越來越多，續(xù)航里程必然會(huì)出現(xiàn)衰減。

目前的解決方案采用熱泵技術(shù)從環(huán)境中吸收熱量，同時(shí)利用動(dòng)力總成、電驅(qū)動(dòng)和電子元件產(chǎn)生的廢熱，將這些熱量全部用于為汽車供暖。整個(gè)CUP效率比較高，可以用。大大提高續(xù)航里程。在整個(gè)CAD周期的情況下，這更接近于實(shí)際周期。在此周期下，對(duì)于小型節(jié)奏電動(dòng)車，其續(xù)航里程將減少40%。對(duì)于普通車來說，效果會(huì)稍微好一些，但整體會(huì)有20%以上的衰減。

馬勒采用了熱泵系統(tǒng)，可以大大提高效果。首先，小型車將從60%提高到83%，而中型車將從79%提高到92%。如果不使用這種熱泵系統(tǒng)，可能需要增加額外的功率?，F(xiàn)在的電池非常珍貴，很難增加那么大的功率，所以熱泵技術(shù)是成功的關(guān)鍵。

馬勒與捷豹路虎在歐洲合作的間接式熱泵系統(tǒng)已于2015年量產(chǎn)，隨著近年來的發(fā)展迭代，對(duì)能源利用效率的追求越來越高。2019年，馬勒研發(fā)模塊化熱管理系統(tǒng)，為燃油車和電動(dòng)車開辟模塊化平臺(tái)。

2020年，車廠對(duì)能源利用效率的追求越來越高，間接式熱泵系統(tǒng)已不能滿足需求，于是轉(zhuǎn)型為直接式熱泵系統(tǒng)。馬勒認(rèn)為這是最有效的解決方案，馬勒認(rèn)為它是效率、性能和成本方面的最佳解決方案。

上圖是馬勒研發(fā)的1.0版直接熱泵系統(tǒng)，具有以下五個(gè)核心：

首先是核心壓縮機(jī)。馬勒現(xiàn)在擁有400伏平臺(tái)和800伏平臺(tái)壓縮機(jī)，涵蓋從57CC到36CC的排量。大排量壓縮機(jī)針對(duì)的是后期產(chǎn)生的超級(jí)快充，對(duì)電池的影響很大。因此，可以采用大排量的方案來應(yīng)對(duì)未來的發(fā)展。

其次是前端散熱模塊，它是一個(gè)雙層緊湊型模塊，體積非常緊湊，非常有利于前端布局。

三是采用了智能儲(chǔ)液罐模塊，集成了一個(gè)干式儲(chǔ)罐和多個(gè)電磁閥。布置時(shí)與前艙連在一起，不影響前艙，空間大。

四是更智能的散熱控制模塊。實(shí)現(xiàn)全熱交換，使整個(gè)系統(tǒng)成為一個(gè)非常智能的系統(tǒng)。

五是空調(diào)箱。該系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)所有能源的充分利用。既可以實(shí)現(xiàn)熱泵功能，又可以從環(huán)境中吸收熱量。冷卻模塊從電驅(qū)動(dòng)和電池吸收熱量，電驅(qū)動(dòng)也可以用來加熱電池，這樣車輛產(chǎn)生的熱量將得到充分利用，不會(huì)向環(huán)境散失熱量。充電里程。

在2.0系統(tǒng)中，馬勒進(jìn)一步優(yōu)化了系統(tǒng)，去掉了空調(diào)箱內(nèi)的高壓空氣加熱器，進(jìn)一步降低了整個(gè)系統(tǒng)的成本。

該系統(tǒng)具有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

首先，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度來說，使用的零件較少，因?yàn)橄到y(tǒng)比較緊湊，省去了很多管線。管路集成到智能制冷模塊中60伏電動(dòng)車需要充多長(zhǎng)時(shí)間，省去所有管路，所以整個(gè)系統(tǒng)的制冷量也很小。大家都知道，以后如果選擇1234F，它的成本會(huì)非常高，所以節(jié)省下來的冰箱也能大大降低系統(tǒng)成本。

其次，從控制層面，熱泵余熱回收和電池電機(jī)可獨(dú)立控制。馬勒在高壓側(cè)采用干燥罐系統(tǒng)，通過固體熱傳導(dǎo)加熱系統(tǒng)，使系統(tǒng)具有更高的優(yōu)勢(shì)和更高的效率。

最后，從油體管理的角度來看。采用高效低阻內(nèi)換熱器，有效降低冰箱側(cè)壓降。同時(shí)，采用雙層緊湊型模塊，提高了前段的效率和體積，使系統(tǒng)具有更好的性能。

如何實(shí)現(xiàn)快速充電

為了盡快補(bǔ)充能量，電池需要在盡可能短的時(shí)間內(nèi)充電。過去有22千瓦、23千瓦的充電功率，現(xiàn)在我們用120千瓦60伏電動(dòng)車需要充多長(zhǎng)時(shí)間，將來要用200多千瓦。這時(shí)，電池的內(nèi)部熱量會(huì)很高?？焖俪潆妼?duì)電池的冷卻是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

但是現(xiàn)在傳統(tǒng)的方式是使用水冷板，一般放在電池下面。這種熱交換方式本質(zhì)上是溫差熱交換，也就是說，要想散熱更多，就必須讓電池的溫度更高，這樣你散熱15-20千瓦，電池的溫度就會(huì)更高。

馬勒最近研發(fā)了一項(xiàng)新技術(shù)——浸沒式冷卻技術(shù)，將所有的電池模組浸入冷卻液中，這樣它的冷卻面積非常大，整個(gè)表面積都會(huì)被冷卻，這樣電池模組的溫度就會(huì)均勻美好的。

如圖所示，相比之下，浸沒冷卻方式可以使電池組的快充時(shí)間在12分鐘以內(nèi)。如果只用散熱板，降低熱阻固然好，但很難做到20分鐘以內(nèi)。

如何提高氫燃料汽車的熱管理效率

對(duì)于商用車來說，其分配的30%被排出，25%進(jìn)入冷卻系統(tǒng)，45%進(jìn)入其他系統(tǒng)。到了氫燃料電池系統(tǒng)，最終效率會(huì)更高，會(huì)在50%-52%，但是它能放出的熱量非常有限，因?yàn)樗捎玫氖堑蜏嘏欧?，所?2%以上的熱氣已盡。通過冷卻系統(tǒng)排出。

這樣一來，與原來的冷卻系統(tǒng)相比，容量要增加到原來的1.5-2倍，這是一個(gè)非常大的挑戰(zhàn)。由于換熱器的面積有限，必須采用更好、更高效的系統(tǒng)方案來應(yīng)對(duì)。

馬勒在應(yīng)對(duì)氫燃料電池汽車熱管理挑戰(zhàn)時(shí)，首先采用電池冷卻方式，主要是空氣和氫氣的熱管理系統(tǒng)，各種熱交換器，整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，從系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，從系統(tǒng)仿真，從元器件規(guī)格制定和選型，包括整機(jī)測(cè)試，支持整車驗(yàn)證。馬勒已經(jīng)具備全面的氫燃料電池汽車系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測(cè)試和組裝能力。

賈洪濤表示：馬勒是一家擁有集成熱管理解決方案的公司，它結(jié)合了所有電池和電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的解決方案。馬勒擁有高度集成的系統(tǒng)，可以極大優(yōu)化空調(diào)管路和傳感器，從而降低成本和整個(gè)系統(tǒng)的重量。馬勒提供全面的熱泵系統(tǒng)解決方案，從間接式到直接式，但馬勒認(rèn)為直接式熱泵系統(tǒng)是最佳選擇。此外，馬勒針對(duì)不同的制冷劑也有不同的解決方案，包括R290和二氧化碳系統(tǒng)。馬勒已經(jīng)在開發(fā)二氧化碳熱泵系統(tǒng)和 R290 熱泵系統(tǒng)，包括 2124F 熱泵系統(tǒng)。

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