随着新能源汽车市场的快速发展,热管理系统的复杂度与技术含量显著提升。与传统燃油车不同,新能源汽车的热管理不仅涉及动力总成的冷却,还涵盖电池组、电机电控以及乘员舱的温控需求。2018年是中国新能源汽车产销突破百万辆的关键年份,热管理行业随之迎来结构性增长。本文将对当年新能源汽车热管理系统的组成部件及主要产品进行分析。
一、热管理系统总体架构
2018年主流新能源汽车热管理系统可按功能划分为三大部分:电池热管理、电机电控热管理、乘员舱空调热管理。三者通过冷却液回路、冷媒回路及电子控制单元实现协同工作。纯电动车型(BEV)侧重于电池与电机的冷却及冬季加热,插电混动车型(PHEV)还需兼顾发动机冷却,结构更为复杂。
二、核心组成部件分析
1. 冷却板(液冷板)
液冷板是电池热管理的关键部件,多采用铝合金材质挤压或冲压成型,内部设有流道。2018年,主流电池包采用口琴管式、蛇形管式及冲压板式液冷板。产品趋向轻量化与高耐腐蚀性。代表供应商有银轮股份、三花智控、纳百川等。液冷板需要与电池模组导热垫配合,实现高效热传导。
2. 电子水泵
电子水泵为冷却液循环提供动力,替代传统机械水泵,可独立控制流量。2018年,主流产品工作电压涵盖12V与24V,功率范围30W-150W,具备无刷直流电机与CAN通讯功能。国际品牌如皮尔博格、大陆、博世占据高端市场,国内如三花智控、飞龙股份、富临精工加速替代。寿命要求达8000小时以上,噪声低于40dB。
3. 电子节温器与多通阀
电子节温器精确控制冷却液大小循环切换,响应速度较传统蜡式节温器提升30%以上。多通阀用于复杂回路模式切换,如电池与电机串联冷却或独立冷却。2018年,多通阀集成度尚低,多数车型采用两个以上单阀组合。产品需具备低泄漏率(<5mL/min)与高流量系数。
4. 冷却风扇与散热器
散热器仍以铝制平行流式为主,但迎风面积与扁管规格经过优化以适应频繁启停。冷却风扇向无刷电子风扇演进,支持PWM调速,降低能耗与噪声。产品需满足IP67防护等级。
5. 空调压缩机
新能源车用电空调压缩机多为电动涡旋式,排量范围27cc-45cc,转速可达8000rpm。2018年,市场以奥特佳、三电、翰昂、法雷奥为主导。压缩机内部采用POE润滑油,需与冷媒R134a或R1234yf兼容。高压部分达700V,对绝缘性能要求严苛。
6. 板式换热器(Chiller)
用于电池冷却回路与空调冷媒回路之间的热交换,实现电池主动降温。产品形式为钎焊板式,换热能力3kW-8kW。2018年主流供应商包括丹佛斯、电装、三花智控。需耐压5MPa以上,泄漏率低于1g/年。
7. 正温度系数加热器(PTC)
用于电池低温加热与乘员舱采暖。水暖PTC取代风暖PTC成为趋势,功率范围3kW-7kW,电压平台350V-800V。2018年,华工科技、东方电热、科敏传感器等企业占有一定份额。产品需具备自限温特性与高压互锁功能。
8. 温度传感器与控制器
温度传感器以NTC热敏电阻为主,精度达±0.5℃。热管理控制器(TMC)接收电池管理、电机控制及空调面板信号,通过CAN/LIN网络协调各执行器。2018年,域控制概念初现,但仍以独立控制器为主。软件算法包括基于模型的前馈控制与PD反馈。
三、系统集成趋势
2018年,热管理部件从单个零件供应向模块化、集成化演进。例如将电子水泵、多通阀、电子节温器集成为冷却液控制模块,减少管路与接头数量。部分车企开始采用热泵系统替代PTC加热,以提升冬季续航里程。热泵在-10℃以下效能衰减明显,故PTC仍作为辅助热源共存。
四、
2018年中国新能源汽车热管理行业呈现出以下特点:一是电池液冷方案成为主流,液冷板、电子水泵、Chiller等部件需求爆发;二是电子化、集成化程度提升,软件控制价值凸显;三是国产供应商在电子水泵、液冷板、PTC等领域快速成长,但在高端压缩机、精密阀件上仍依赖外资。随着补贴退坡与续航要求提高,热管理系统的能效与可靠性成为下一阶段竞争焦点。整车热管理一体化与智能热泵将是主要演进方向。