精华汇总 | 2019新能源汽车热管理技术论坛圆满收官

11月13日下午，第三届新能源汽车热管理技术论坛在上海·光大会展中心展会圆满落幕。本次论坛是第十七届上海国际车用空调及冷藏技术展览会的同期活动，由中国制冷空调工业协会汽车空调工作委员会支持，嘉之道汽车、歌华展览联合主办。

2019，新能源汽车行业正式迎来“后补贴时代”，产业进一步趋向市场化、规范化，汽车热管理和汽车空调行业也随之面临新的挑战。为促进行业合作，激发共识与思考，本次论坛邀请了来自主机厂、空调企业、零部件企业的4位技术专家分享汽车热管理行业最前沿的技术解决方案，吸引了近两百余位行业嘉宾到场交流。

开场致辞

嘉之道汽车 助理总经理 孙娟总为展会开幕仪式致辞

作为上海国际车用空调及冷藏技术展览会的长期合作伙伴，嘉之道汽车助理总经理孙娟总受邀参加了展会开幕式，为仪式做致辞并剪彩。在下午本论坛的开幕致辞中，孙总提到此次论坛是嘉之道汽车与歌华展览合作的第三个年头，也是与中冷协合作的第七年。嘉之道汽车垂直产业十余年，成功搭建了新能源汽车热管理技术论坛这一国内遥遥领先的交流平台，致力于为观众带来行业最新的技术趋势和解决方案。未来，嘉之道也希望能和汽车热管理行业擦出更多火花、创造更多成果。

欢迎致辞

中冷协汽车空调工作委员会 秘书长 黄国强博士

在欢迎致辞中，黄国强博士总结说，新能源汽车为热管理行业既带来挑战也带来机遇：汽车热管理系统产业跟随新能源汽车细分市场的增长而增长，2018年新增工业产值大约在33.43亿元，2020年预计达到73.87亿元的量级规模。

随着国六排放标准的提前实施和双积分制的实行，自主品牌和跨国汽车制造企业都在加快新能源汽车的开发和市场投放，针对新能源汽车动力转换、行驶里程焦虑、电池安全等一系列技术问题，汽车空调行业也在进行积极应对，主要在电动化、高效化、智能化、环保化和舒适化等五个方向进行技术创新和产品迭代开发。

汽车空调行业的前景是美好的，前途是光明的，但也会遭遇重重困难，需要汽车空调人一起努力，将行业做得更强更大。

低温热泵是未来技术发展趋势

上汽乘用车 平台系统工程师 牛凤仙

本次，上汽乘用车平台系统工程师就新能源汽车空调热管理架构开发问题为我们做了主题分享。上汽乘用车是上汽集团全资子公司，依托上汽集团20多年合资合作所积累的技术、制造、采购、营销和管理优势，承担着上汽自主品牌汽车的研发、制造与销售。

牛凤仙工程师认为，尽管近期新能源汽车销量四连降，市场反应不佳，但电动化仍是不可逆的技术趋势。

因此，热管理行业也应该遵循这一趋势，扩展空调热管理的工作范围，这包括：一、传统的汽车主要应用空调冷却系统，发展到现在新能源多适用热管理系统，未来则要向人际环境协作发展，从为人服务转向人际环境结合。二、温度上的转变，传统内燃机温度范围为80~110℃，电池适用温度在25℃~35℃，电机温度则在30~60℃，热管理系统要做出相应的调整。

传统整车空调热管理架构面临着制冷剂替代、加热与冷却、除霜法规以及驾驶习惯的需求，其中制冷剂替代主要是为环保趋势考虑。鉴于汽车新四化以及新能源汽车自身的特性，新能源热管理增加了更多需求：

(1).电动化空调热管理，包括电空调系统、热泵空调、电池热管理、电机热管理、电驱动热管理；

(2).智能网联与AI趋势，包括智能空调、智能净化、公共数据、人机互联、车机互联、车与家热舒适互联；

(3).共享化服务，包括空调与热管理的新定义、远程诊断；

(4).国际化适应性，包括制冷剂环保法、REACH法规、高温高湿、极高温、极低温、山地等工况。

电动汽车面临的一大焦虑是冬季续航里程，往往开着热空调就跑不远。现在市场上主流的在售电动车型均采用PTC加热，它结构简单、制热效果好，但也非常耗电，进而影响到续航里程。跟PTC比起来，在-7℃的工况下，达到一样的温度，热泵能耗足足降低了37.5%，这意味着相同能量情况下，热泵能进行更多循环，效率更高；在-10~-3℃等相同工况下上路，装载热泵的电动车明显折损率更低，跑的更远。

可以说，热泵更适合新能源汽车冬季续航，未来热泵空调将成为架构配置趋势，而低温热泵则将成为技术发展趋势，据悉，低温热泵能保证环境温度大幅下降时制热量衰减很少，充分保证制热效果。但热泵也存在系统布置复杂、与电池冷却的耦合、成本高难题，热管理行业要着重解决这些障碍：

更重视电池冷却对舒适性的影响，随着电动汽车电池容量和能量不断增大，趋势采用电子膨胀阀智能平衡乘客舱制冷和电池冷却需求，减少对乘客舱制冷产生波动；

结合空调箱架构考虑热泵系统方案的选择，提升系统经济实用性；

重视集成模块设计考虑，包括热泵附件集成模块、优化整车布置、制造装配、售后维修等内容。

渐进式汽车采暖技术路线更稳妥

海立新能源 系统工程师 陶宏博士

针对电动汽车空调的系统匹配问题，系统工程师陶宏博士为我们分享了海立在电动车领域的新产品：电动空调匹配技术、热泵匹配技术及电池冷却匹配技术。海立新能源是由海立集团、江森自控日立空调设立的合资公司，公司致力于汽车空调技术、产品研究，目前已成为国内新能源汽车厂家的主要配套供应商。

1、电动空调匹配技术

陶博士提出，设计空调系统，必然要考虑人体舒适性、热负荷、设备和能效比这些因素。

电动车空调也是如此，系统匹配技术仍要从舒适性、热负荷、压缩机、COP说起。在考虑人体热舒适性时，根据体感温度计算公式可知，其影响因素有空气温度、平均辐射温度。在考虑热负荷时，一是降低新风和玻璃辐射带来的热负荷同时提高制冷能力，二是利用智能化设计减小动态负荷，三是在取舍电池快充和空调时要考虑优先级和不保证率，四是保证转速范围满足最大~最小负荷。在压缩机选型上，首先要将空调需求折算成压缩机需求，保证需求的同时追求经济性，利用吸气带液技术扩大压缩机运行范围等。以下是陶工介绍的一些具体问题及其应对方法：

2、热泵匹配技术

在热泵匹配技术上，一是要考虑热泵的极限环境温度、效率达。鉴于我国的供暖时间不保证率和人口集中在东南部的情况，空气源热泵机组的设计应保证可靠的融霜控制、冬季工况下COP不小于1.8等条件。二是在超低温工况下，要特别注意排气温度过高、制热能力不足的难题，利用中间补气增焓制热循环增加蒸发器从环境搬运的热量等。以下是陶工介绍的一些热泵匹配技术的具体问题及压缩机、系统应对策略：

陶工总结到，采用渐进的汽车采暖技术路线才是最稳妥的，未来的发展趋势是：

(1).由PTC → 热泵制热（-10℃） +PTC→ 热泵制热（-20℃）+PTC；

(2).在严寒气候地区，还需要考虑其他辅助热源（如燃烧式）。

其研究方向则是：

(1).普通热泵先行，中间喷气增焓热泵同时研究；

(2)使用在低温区间上制热性能更好的工质，如R290、R744（CO2）等。

3、电池冷却匹配技术

最后，在电池冷却匹配技术上，陶工提出，要考虑chiller与pack匹配的问题。以下是节选的一些电池冷却匹配技术的具体问题及其应对方法：

传感器需要更高精度、更快响应

森萨塔科技 市场经理 李章春

此次论坛，森萨塔科技市场经理李章春先生就压力温度传感器在新能源汽车热管理系统的应用做了主题分享。森萨塔科技致力于提高汽车的安全和节能性能，是全球领先的传感、电气保护、控制和能源管理解决方案供应商之一，汽车、商用车及非道路车辆等领域的主要市场参与者。

从燃油引擎循环、冷循环、热循环到乘座舱，传感器大规模应用于整车热管理系统当中。除整车热管理外，集压力、温度于一体的压力温度传感器还能用于压缩天然气/液化石油气、进气、燃油及机油等。

压力温度传感器的应用压力技术原理是：低压时采用微机电技术（MEMS）、中压时采用陶瓷电容（Ceramic Capacitive APT）、高压时则采用玻璃微熔应变片（MicrofusedStrain Gage MSG）, 因此，它在改善车辆安全性能、节省燃油和减少车辆排放以利环保方面有突出贡献。

整车热管理中的压力温度传感器应用分高压、低压两种。前者能诊断冷媒的状态、使用温度信号侦测冷媒不足、在压缩机排气侧和EXV之间增加温度信号检测提高压缩机的效率。后者能做到过热度的异常控制、杰出的液击保护、检测同一点的压力温度、匹配EXV支持其他的热循环系统（如电池）。

优化能效比需要两个物理量：压力、温度，在热泵或电池冷却系统中，电子膨胀阀可以通过大范围的压力/温度调节来实现高能效比。为此，压力温度传感器需要实时快速响应保护压缩机、提高空调系统的能效比等。

不只是热管理，传感器还能应用到在汽车的各个系统。未来，汽车的动力系统（发动机系统、排放及后处理系统、变速箱系统、电动化），安全系统（主动安全自动驾驶、底盘系统），用户体验（座舱舒适系统）都会布满森萨塔科技传感器的足迹。

为热泵产品降本增效

空调国际 系统工程师 王超

空调国际王超工程师为我们分享了一款热泵车型成功的VAVE技术方案。澳洲空调国际集团于1967年成立，1995年建立中国上海研发中心，至今在全球拥有4个研发中心，23个制造工厂，服务于全球汽车市场，实现了集研发、生产制造和销售服务于一体，业务范围涵盖空调总成系统，动力冷却系统，以及新能源汽车热管理系统，致力于为推进汽车行业向前发展增砖添瓦。

近几年，国内新能源汽车市场规模不断增大，作为占据新能源汽车市场81%的纯电动车，当前市场保有量已超过240万辆，与此同时，针对新能源汽车热管理的需求也与日俱增。和传统汽车空调系统不同，电动汽车要考虑新的动力来源（电能）、制热方式的改变（没有发动机余热可用），还要考虑乘员舱、电池、电机一体的综合热管理。这导致新能源整车热管理零部件种类为传统的1.5倍还多，组合控制矩阵庞大，控制模式繁多。

新能源液冷式热泵系统既有传统乘用车空调系统所需的压缩机（变为电动压缩机）、HVAC壳体、控制器、蒸发器，暖风芯体，外部冷凝器等，又增加了高压PTC、Chiller、内部冷凝器、电子膨胀阀、电磁阀、电子水泵、气液分离器/储液罐等需求，电子器件数量翻倍，单套价值大幅度增加。

目前，纯电动汽车最大痛点是冬季续航里程的衰减。数据表明，纯电动车使用电加热器为乘员舱采暖，整车续航里程会衰减一半，由于热泵效率始终大于1，使用热泵空调的整车相较使用电加热采暖的整车，续航里程会提升约1/4，所以纯电动车采用热泵空调系统势在必行。

针对当前典型的串联三换热器热泵系统，王工分享了空调国际的技术解决方案：

1、 制热节流短管热泵系统：

和典型热泵系统比起来，节流短管拥有成本低廉、节流稳定、降低系统控制复杂度等优势，为此，在满足乘员舱舒适性和电池调控可靠的前提下，对制热的EXV做VAVE工作，从而实现整车硬件和控制部分降本的目的。

在-10℃环温的测试工况下，做了制热EXV不同开度的标定测试，实验结果表明，当EXV开度超过50%后，压缩机排气压力达到稳定；开度超过55%，内部冷凝器侧释放热量几乎保持不变；开度达到40%时，热泵系统能效比数值达到最高，55%后几乎保持不变。

综合系统的各项性能，选择开度为40%的EXV作为等效节流管，通过计算可得该型号EXV40%开度对应的流通面积为0.48mm2，相同的流通面积，对应的节流短管直径约为0.78mm，综合现有产品，选择最接近目标值的0.72mm节流短管。按照EXV流量曲线工况，测试0.72mm节流短管流量，结果与标定用EXV标称流量接近。

由此，在热泵系统上将EXV替换成0.72mm节流短管。并且比较了0.72mm节流短管和EXV、0.9mm节流短管的各项性能，系统制热量提高了11%以上，压缩机耗功基本不变，COP有较大提高。经整车验证后，脚部、头部温度均满足60min后，脚部≥30℃，头部呼吸点≥25℃的要求。

可见，匹配的节流短管，能给热泵系统产品带来较高的收益。

2、 制冷双蒸系统节流阀协调控制模拟研究：

目前，纯电动车市场上车型主要采取自然冷却、液冷、强迫风冷、液冷与直冷结合等热管理技术方案，其中采用液冷技术方案的车型占据一半以上。大量实验数据研究表明，双蒸系统中冷媒流量分配优先级应为：快充模式，最大限度保证安全性，然后考虑舒适性和电池寿命。

通过一个双蒸系统动态模拟例子，说明双蒸系统在控制过程中该如何去协调控制。在设定工况下输入各部件的数值，将电池包入口目标水温作为Chiller EXV的控制目标，运行仿真模型，结果表明当Chiller进水温度波动时，通过EXV开度调节，可以维持电池包入水温度稳定连续，且不超过25度，使电池保持在舒适区间，同时也能保证乘员舱快速连续降温，最大程度实现了乘员舱温降。后续模型仍需优化控制逻辑，在保证安全的前提下，当电池入水温度达到阈值区间时，阀件控制策略应更偏向乘员舱侧。

2020活动预告

2020年6月，中冷协与嘉之道汽车联合主办

“第八届中国整车热管理技术年会”将在沪举行！

整车、空调、电池、院校的数百位技术嘉宾共襄盛举

作为国内最专业、参会级别最高、

对接成果最丰硕的整车热管理技术盛会

七年来已吸引近2500+人次参会交流

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