电动汽车热管理是什么?热管理技术的发展方向

“热管理”对于大部份传统车消费者来说，即陌生又无感。但到了纯电汽车时代，由于电池成本很贵，电池的能耗成了车企和用户关注的焦点。热管理的重要性就被凸显。

整车热管理系统，不管是给座舱调节温度，还是给电池保温，都会对能耗、续航产生了直接的影响，在媒体机构冬季测试中，热管理的好坏，通过续航的达成率和能耗的增加的比例可以直观的显现出来。

什么是热管理系统

我们首先来说明什么是热管理系统，以及什么是好的热管理系统。

从用户的角度来说，电动汽车时代热管理系统主要的作用，体现在一内一外。内部是让车内温度冬暖夏凉，比如给座椅和方向盘加热，或者提前打开空调等等——在快速调节座舱温度的过程中，用多少时间达到指定的温度、需要花费多少能量，如何平衡很关键；外部是要确保电池处在适合工作的温度——既不能太热，会热失控、起火；也不能太冷，电池温度过低的时候，能量释放受阻，对实际使用影响就是续航里程明显下降。

热管理在冬季会更重要，因为防止热失控在电池设计时已经考虑得比较充分了，但在冬天，怎么花较少的能量让电池处在最佳的工作温度，就是热管理要解决的重点问题。

由此可见，电动汽车的热管理系统，不仅仅是燃油车的空调系统，还需要在此基础上做一些深度的迭代，要同电子电气架构、动力总成、刹车系统等 一起进行协调、优化，因此，这里面是有很多的门道和讲究。

如何进行热管理

● 传统的办法：PTC加热

在传统设计中，为给乘客舱以及电池提供热源，电动车会额外配置热源零部件PTC。PTC是指正温度系数热敏电阻，这个零件的电阻和温度是正相关的。也就是说，当环境温度降低，PTC的电阻也会降低。这样在恒定电压下通电，电阻变小导致电流增大，通电的发热量就会随之变大，起到加热的效果。

PTC加热有两种方案，水暖和风暖。这两者的区别是加热的介质不同，水暖是通过PTC加热冷却液，再和散热器进行热交换；风暖则是冷空气直接和PTC进行换热，最终吹出暖风。

● 特斯拉的热泵系统

除了传统方法，热管理工程师也在积极尝试新的方案。比如特斯拉的解决方案。我有一个朋友，是电车小白用户，她问我特斯拉到底好在哪里？其实特斯拉在电车上，有很多技术创新点，围绕热泵系统的热管理就是其中之一。

热泵相当于热量的“搬运工”，可以把低温“物体”，比如外界的冷空气的热量吸收出来，传递到工质内，再通过对工质的压缩使其升温，最终高温工质通过冷凝器和车内空气进行换热，实现暖风的功能。——需要说明的是，这项技术本身也不是特斯拉首创，在电动汽车发展初期，传统车企已经在汽车上应用了热泵系统，并且花了5-8年的时间进行产品技术验证。

热泵技术有四个核心零部件，分别是：电动压缩机、换向阀、换热器和电子膨胀阀。重点来了，传统设计中，换向阀是四通的，热源就是外界空气。而特斯拉的创新在于，整合了更多的热源，开发了八通阀，作为车辆上热管理系统的“调度员”，特斯拉的粉丝亲切的地称之为“八爪鱼”。

特斯拉改良的热泵系统，本质是将两部分进行了融合：

一是传统的热泵系统所依赖的环境热量；

二是动力电池系统、驱动系统（包括电机和传统系统）以及功率电子产生的余热。特斯拉的热管理依靠八通换向阀，对上面两种来源的热量进行复杂的热量汲取，更高效地搬运热量，既能让车内极速升温，又能有效节能降耗。提高热泵空调总体的效率。

而且，特斯拉热泵系统的工作方式，还可以通过不断更新的算法，来提高效率。

热管理技术的发展方向

后续热管理技术上还能如何突破呢？

因为热管理本质还是平衡座舱温度和电池能耗，所以热管理技术发展的方向，还是要围绕“热耦合”技术，简单来说就是在整车层面、全局综合考虑：如何把能量耦合集成利用，包括：能量梯度利用，以及通过系统部件结构集成、系统中枢集成控制，将能量传递到所需的位置；另外还可以基于智能化架构的智能控制。

技术的突破主要围绕三种能量的交互：

1）主动加热的电能量：既有传统的PTC加热 ，也使用电机来对电池加热，综合使用负载来创造热量；

2）被动利用的环境能量&电池电机废热：通过热泵系统，有效利用环境能量和电机和电池方面的废热

3）借力外部的电网能量：利用电网连接的优势，进一步借用（主要是）家用充电桩的电网，提前预热车辆电池，让电池在用车时达到最佳使用状态。

总体来说，新一代的热管理系统，是通过将空气、冷却介质和电能三种能量集成，再利用各个系统之间机械能转移而相互拆借，实现能量的最大化利用。

小结：电动汽车热管理最重要的目的之一，就是不断提高电动汽车冬季的特性。前段时间国内大面积降温了，电动汽车的低温性能又被吐槽。但相信随着热管理系统和电池技术的发展，将来的电动汽车将会全面适应和低温相处。

编辑：黄飞