1、前言

在汽车的使用过程中，其动力部件、控制系统等会持续产生热量，这些热量主要由能量转换和机械摩擦产生，并以热能的形式存在。整车热管理技术旨在通过综合管理和优化发动机（无论是传统发动机还是混合动力发动机）、空调、动力电池、电机等核心部件及子系统，确保车辆在各种复杂工况下都能维持理想的温度范围。这一技术不仅有助于提升汽车的经济性、安全性和能源利用效率，同时也是新能源汽车在保护生态环境、减少污染物排放方面发挥重要作用的关键技术之一。

2、整车热管理技术的核心要点

汽车，这一由众多功能各异、材质不同的零部件构成的复杂系统，其各部件的工作温度与材料耐热性均有所不同。在传统燃油汽车中，发动机及其相关系统是主要的热源；而新能源汽车的发热源则发生了转变，主要集中在动力电池、驱动电机及其电控系统等部件上。汽车热管理系统的核心任务，正是通过精确的加热、保温及散热措施，确保这些零部件能在适宜的温度范围内稳定工作，从而保障汽车的整体性能与使用寿命。

（1）传统燃油汽车的热管理

传统燃油车的热管理主要涵盖动力系统与座舱空调两个方面。动力系统热管理依赖于发动机的冷却系统，通过风冷或液冷方式散逸发动机运行时产生的热量。而座舱空调热管理则巧妙利用发动机运行时的余热，通过热管理控制系统对低温环境下的座舱进行热循环，确保乘坐舒适度。同时，空调冷媒的制冷功能为座舱降温提供了坚实保障。
（2）新能源汽车的热管理
新能源汽车的热管理系统至关重要，它确保动力总成系统的温度维持在适宜范围内。这一系统不仅能有效防止动力电池、驱动电机及电机电控器因高温而缩短使用寿命，还能使驱动电机在高效率状态下运行，从而提升车辆的续航能力。新能源汽车的热管理主要涵盖电机/电控系统的热控制、电池的热管理，以及座舱空调的热管理三个核心部分。

新能源汽车的冷却系统是其热管理的重要组成部分，它涵盖了多个方面的冷却管理。首先是电机/电控热管理系统，由于电动汽车在高功率输出时会产生大量热量，因此需要采用液冷或风冷等冷却方式，以确保电机和电控系统不会因过热而受损。其次是电池热管理系统，电池作为新能源汽车的核心部件，其性能对整车的续航和安全至关重要。该系统通常包括冷却液循环、加热功能以及温度传感等技术手段，旨在保持电池在最佳工作温度范围内。此外，座舱空调热管理也是不可或缺的一环，通过配备座椅加热、空调系统等设施，不仅提升了驾驶的舒适性，还采用了诸如PTC加热和热泵空调等先进技术，进一步优化了空调压缩机的性能。

新能源汽车热管理系统全面解析

新能源汽车的热管理系统涵盖了电机/电控冷却、电池热管理以及座舱空调热管理等多个方面。这些系统协同工作，确保车辆在各种工况下都能保持最佳的工作温度，从而提升车辆的性能和安全性。

3、动力电池热管理

新能源汽车热管理系统的设计与优化，对提升续航里程、减少能源损耗以及保障电池寿命具有举足轻重的影响。鉴于新能源汽车的整体性能主要取决于其内部的动力电池，因此，降低电池在使用过程中的高温影响显得尤为关键。这涉及到的动力电池热管理系统包括BMS控制器、电池包、PTC加热器、加热器控制装置、TMS控制器、水泵、空调机组、膨胀水箱、水温传感器以及三通等多个组件的协同工作。
新能源汽车动力电池热管理系统构成

动力电池的热管理系统，依据不同的冷却介质，主要可分为风冷、液冷、相变材料冷却以及热管冷却。风冷系统通过空气流动，促进电池组与外界空气之间的对流换热。液冷系统则利用液体循环，有效带走电池组的热量。相变材料，如石蜡、水合盐和脂肪酸等，能在相变时吸收或释放大量潜热，而自身温度保持稳定。热管作为一种高效的相变传热装置，其内部介质在饱和状态下工作，如水、乙二醇或丙酮等，通过热管内的循环，实现高效的热量传递。

动力电池的工作温度对其性能和寿命有着显著影响。新能源汽车动力电池热管理技术的核心在于确保电池在适宜的温度范围内工作，无论是通过冷却系统降低温度，还是通过加热系统提升温度，都是提高动力电池性能、延长其寿命并保障使用安全的重要手段。

4、电机与电控的热管理

新能源汽车的电机及其电控系统是整车能量输出的核心，其工作温度若超出安全范围，将导致电机性能下降，进而影响整车的操控稳定性。电机/电控热管理旨在通过有效手段对电动汽车中的驱动电机及其相关电子控制系统进行温度控制，确保它们在最佳工作温度范围内运行。

驱动电机的冷却系统通常由冷却水泵驱动，使冷却液在冷却管道中循环。通过散热器等物理热交换过程，冷却液将电机产生的热量带走。此外，为了增强散热器的散热效果，往往还会在其后方安装风扇。

电机与电控的冷却系统原理图

冷却系统是电机与电控热管理的关键。其工作原理主要依赖于冷却水泵，它驱动冷却液在冷却管道中不断循环。在这一过程中，散热器发挥重要作用，通过物理热交换，将电机产生的热量有效吸收并带走。同时，为了进一步提升散热效果，通常还会在散热器后方配备风扇，增强散热能力。

5、座舱空调热管理

汽车座舱空调热管理旨在为车辆乘员提供一个既舒适又适宜的驾驶与乘坐环境，通过有效控制和管理座舱内的温度来实现这一目标。该系统不仅致力于提供高效的制冷和加热功能，还着重于确保舒适性、优化能效，并通过智能化控制来灵活应对不同季节和驾驶条件下的挑战。

汽车空调热管理系统
该系统融合了制冷、加热、空气循环、多区域控制以及智能控制等尖端技术，为汽车座舱提供高度个性化的温度调节服务。借助智能化控制系统，能源利用效率得以最大化。此外，预冷/预热功能、温度感应座椅等创新特性进一步优化了驾驶与乘坐的舒适度，使空调热管理系统成为提升驾乘体验、应对多变气候的关键因素。

对于新能源汽车而言，其空调系统不仅能制冷（通过冷凝放热和蒸发吸热来降低座舱温度），还能制热（采用PTC加热器或热泵空调系统），工作方式主要分为PTC加热和热泵供暖两大类别。

在“碳中和”战略的推动下，新能源汽车热管理系统的绿色低碳、可持续性发展显得尤为重要。它不仅关乎能源利用效率的提升，更对延长电池寿命、减轻环境负担有着深远的影响。因此，不断完善新能源汽车热管理系统的温度控制技术，提升能源利用效率，是打造绿色低碳出行方式、实现“碳中和”战略目标的重要一环。