板塊介紹 汽車系由成千上萬個不同功能,、不同材料的零部件組成的智能系統(tǒng),,且不同零部件的工作運(yùn)行溫度和材料耐受溫度均存在一定差異。汽車熱管理系統(tǒng)的主要作用就是通過加熱,、保溫,、散熱等方式,,使得不同零部件在合適的溫度下工作,以保障汽車的功能安全和使用壽命,。 由于新能源汽車與傳統(tǒng)燃油汽車存在構(gòu)造上的差異,,新能源汽車熱管理系統(tǒng)的覆蓋范圍、實現(xiàn)方式相較傳統(tǒng)燃油汽車發(fā)生了較大改變,,其對于零部件節(jié)能性,、安全性等方面的要求相對更高。新能源汽車電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的主要功能包括在電池溫度較高時進(jìn)行有效散熱,,防止產(chǎn)生熱失控事故,;在電池溫度較低時進(jìn)行預(yù)熱,提升電池溫度,,確保低溫下的充電,、放電性能和安全性;減小電池組內(nèi)的溫度差異,,抑制局部熱區(qū)的形成,,防止高溫位臵處電池過快衰減,降低電池組整體壽命,。 傳統(tǒng)汽車的熱管理系統(tǒng): 1,、汽車空調(diào)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、冷凝器,、蒸發(fā)器,、膨脹閥等,用于車艙升降溫,。通常利用發(fā)動機(jī)帶動空調(diào)壓縮機(jī)制冷,,同時利用發(fā)動機(jī)余熱實現(xiàn)空調(diào)制熱。 2,、其他熱管理系統(tǒng)主要指發(fā)動機(jī)和變速器系統(tǒng)的降溫,,主要包括對發(fā)動機(jī)、變速箱,、機(jī)油,、潤滑油和排氣再循環(huán)(EGR)的冷卻等。 新能源汽車的熱管理系統(tǒng): 1,、汽車空調(diào)系統(tǒng)除了包括傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng),,還需要增加 PTC 或者熱泵等制熱零部件用來冬天供暖,因為電動車沒有發(fā)動機(jī)余熱可以利用,。 2,、其他熱管理系統(tǒng)主要包括電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)、電機(jī)電控及大功率電器件熱管理系統(tǒng),、減速器熱管理系統(tǒng),。 3,、插電式混合動力汽車(PHEV)車型還需要配置發(fā)動機(jī)熱管理系統(tǒng)。 產(chǎn)業(yè)鏈 新能汽車熱管理主要技術(shù) 電動汽車電池?zé)峁芾砑夹g(shù):動力電池散熱研究可分為空氣散熱,、液冷散熱,、固體相變材料散熱和熱管散熱等方式,現(xiàn)有主要散熱技術(shù)以前三種為主,。 1)空冷式散熱系統(tǒng):也叫風(fēng)冷式散熱系統(tǒng),。空冷式的散熱方式最為簡單,,只需要讓空氣流經(jīng)電池表面帶走動力電池所產(chǎn)生的熱量,,達(dá)到對動力電池組散熱的目的。根據(jù)通風(fēng)措施的不同,,空冷式又有自然對流散熱和強(qiáng)制通風(fēng)散熱兩種方式,。當(dāng)前動力電池空冷式散熱主要有串聯(lián)式和并聯(lián)式兩種系統(tǒng)。但該種方式效果較差,,且很難達(dá)到較高的電池均溫性,。 2)液冷式散熱系統(tǒng):是指制冷劑直接或間接地接觸動力電池,然后通過液態(tài)流體的循環(huán)流動把電池包內(nèi)產(chǎn)生的熱量帶走達(dá)到散熱效果的一種散熱系統(tǒng),。制冷劑可以是水,、水和乙二醇的混合物、礦物質(zhì)油和R134a 等,,這些制冷劑擁有較高的導(dǎo)熱率,可以達(dá)到較好的散熱效果,。 3)相變材料式散熱系統(tǒng):是以相變材料作為傳熱介質(zhì),,利用相變材料在發(fā)生相變時可以儲能與放能的特性達(dá)到對動力電池低溫加熱與高溫散熱的效果。但相變材料的熱導(dǎo)率比較低,,為了改變材料的固有缺陷,,人們向相變材料中填充一些金屬材料,例如有些研究中將很薄的鋁板填充到相變材料中從而達(dá)到提高熱導(dǎo)率的目的,。為了提高相變材料的熱導(dǎo)率,,還有人提出了向相變材料中填充碳纖維、碳納米管等,。 其中,,液冷是動力電池冷卻的主流技術(shù),其冷卻速度更快,、換熱系數(shù)更高,。相比其他兩種冷卻方式,液冷式能夠更快更高效地進(jìn)行冷卻,,并且體積變化小,,可以最低限度影響電池的正常使用,,提高電池的使用壽命。但是液冷式對密封要求高,、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,,因此成本較高,下一步的降本提效尤為重要,。液冷方式主要以液冷板的形式放置于兩電芯之間,。 寧德時代麒麟電池提升液冷板需求量。首席科學(xué)家吳凱在2022世界動力電池大會——“云上宜賓”高端對話活動上表示,,麒麟電池在兩塊電芯的中間加裝液冷板,,使相鄰兩塊電芯的熱傳導(dǎo)降低、提升安全性,。傳統(tǒng)電池液冷板采用整板結(jié)構(gòu),,置于電池組下方,麒麟電池采用的全新布局方式將大幅提升單車液冷板用量,。 新能源汽車熱管理前景分析 相較于傳統(tǒng)汽車,,新能源汽車沒有發(fā)動機(jī),電池電機(jī)電控三大核心系統(tǒng)取代傳統(tǒng)發(fā)動機(jī),,因此新能源汽車熱管理系統(tǒng)需要新增很多零部件,。從公開資料顯示,傳統(tǒng)汽車熱管理單車配套價值量大概在2000元左右,,而新能源汽車熱管理系統(tǒng)單車配套價值量因新增零部件而上升至大概6000元左右,。新能源汽車熱管理系統(tǒng)單車配套價值量是傳統(tǒng)汽車的3倍左右,價值量明顯提升,。根據(jù)機(jī)構(gòu)測算,,一輛售價10萬元的傳統(tǒng)汽車,它的成本約為4萬,,則熱管理系統(tǒng)成本約占全車成本的5%,。 據(jù)機(jī)構(gòu)預(yù)計2025年新能源車熱管理約1200億元,未來4年CAGR+30%,。 |
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