<menu id="eausw"><tt id="eausw"></tt></menu>
<nav id="eausw"><strong id="eausw"></strong></nav>
  • 新能源汽車的熱管理技術應用現狀及發展趨勢

    • 2019-06-26 09:21
    • 來源:德耐隆保溫系列

    摘要:汽車熱管理技術不僅有助于提升電量分配效率延長續航里程,在節能減排的大勢下,隨著新能源汽車技術的快速發展,在帶來較大挑戰的同時也使其面臨更多機遇和發展空間。

    IHS預測,2017-2022年間全球汽車市場年復增長在2.1%,而純電動汽車會達到35%。而中國在此方面的發展更為迅猛,根據《汽車產業中長期發展規劃》,到2020年新能源汽車銷量要突破200萬輛,將占到總汽車銷量的7%-10%的份額。未來幾年,新能源汽車市場有望進一步實現爆炸式增長。

    新能源汽車的熱管理技術應用現狀及發展趨勢

    而新能源汽車與傳統汽車的主要區別不僅在于新增的核心部件“三電”,還體現在重要性大幅度提升的熱管理系統。傳統汽車的熱管理系統主要為發動機、變速器的散熱系統和汽車空調,而新能源車的熱管理系統涵蓋了新能源汽車幾乎所有的組成部分,主要范圍包括動力電池、驅動電機、整車電控等等,復雜程度更高,因此成為車企開發的重點。

    新能源汽車的熱管理技術應用現狀及發展趨勢

    從熱管理需求來看,新能源車熱管理系統主要包括電池包環境、功率電器元件、電機散熱、汽車空調等。

    其中最重要的是空調系統與電池熱管理系統。以下就來看下新能源汽車熱管理技術的變化及發展趨勢:

    首先,乘用車行業普遍認為空調會占到整車能耗的10-20%,而在新能源車上這個比例會更高。而在空調制熱系統方面,傳統汽車與新能源汽車差異較大,新能源汽車無法利用發動機余熱,一般使用PTC加熱器或熱泵系統進行制熱。

    但常用的PTC加熱器耗電量較大,導致汽車的行駛里程大幅下降,因此制熱效率較高的熱泵系統將成為新能源汽車空調的發展方向。

    其次,新能源車電池系統對于工作環境的溫度要求更加嚴格,過高或過低的環境溫度將顯著影響車輛的續航里程以及電池壽命。而目前新能源乘用車廣泛采用電池液體冷卻技術,如特斯拉和寶馬 i3 新能源車。

    液冷技術通過液體對流換熱方式將電池產生的熱量帶走,液體換熱系數高、熱容量大、冷卻速度快,對降低最高溫度、保持電池組溫度一致性效果更好,相較于風冷液冷方案更易實現余熱回收。

    相關調研數據顯示,2017年我國量產的PHEV已經100%采用了電池液冷方案,而純電動車僅僅只有6%采用液冷,2018年預計純電動車液冷的普及率會超過60%。

    而在電機冷卻方面,新能源汽車和傳統燃油車也存在著一定的差異。廣州市綠原環保材料有限公司認為,傳統發動機的冷卻采用的是水-乙二醇混合液對電機定子的外壁面進行冷卻(冷卻水套),這也是最簡單的冷卻方式,但更為高效的方式是把油噴到到電機內部主發熱部件進行直接接觸冷卻。

    目前最佳的方案是把上述兩種方案結合進行混合式冷卻,如 BorgWarner推出的P2混動系統用電機。

    在電控方面,據相關數據統計,1970年電子部件占到整車成本的5%,2010年這一比例已經達到35%,2030年或將達到50%。

    而未來隨著智能化程度的提升,新能源車裝載的電子部件數量和種類更加繁多, 從功率只有幾十瓦的 LED芯片到幾百千瓦的動力電子都有應用。

    液冷將是高功率電子部件的主要冷卻方案,而低功率電子部件的散熱需要創新的低成本風冷方案,在此方面廣州綠原正在進行探索。

    而伴隨著新的熱管理技術的出現,需要對應不同功能開發新的換熱器,這也意味著熱交換器數量會不斷增加,這給相關行業將帶來較大增長空間。

    “目前新能源汽車并未形成統一的技術路線,而不同的技術路線都會帶來不用的熱管理系統配置,因此就會帶來越來越復雜的換熱器譜系。而此對于我們來說是一個很好的機遇,我們要應對不同的新的熱交換器來做材料的開發。”

    汽車熱管理新趨勢下, 熱交換器材料面臨的挑戰和創新解決方案

    機遇與挑戰向來同生并存,電氣化愈演愈烈,新的架構和工況環境對熱交換器及材料均提出了較大挑戰。廣州市綠原環保材料有限公司認為目前材料行業面臨的主要技術挑戰呈現在四個方面,并分享了相關創新解決方案。

    01

    挑戰一:更高的強度要求。

    近年,出于節能減排大勢所趨,各國政府開始倡導環保型制冷劑的使用,以此代替原有的R134a。當前歐盟指令2006/40/EC已經生效,根據指令內容,自2017年1月起所有M1 及N1類別的新車型使用的空調必須使用GWP <150的制冷劑。

    而德國亦出臺了一系列與R744汽車空調相關的國家標準。據介紹,如果制冷劑采用R744,整個制冷系統的內部工作壓力將會顯著升高。

    雖然通過縮小內腔體積、材料加厚進行結構設計的優化后,換熱器可以實現足夠的承壓能力,然而壁厚的增加必然會導致換熱器重量的增加。

    此外在其他領域,例如中冷器, 增壓空氣側的入口壓力也伴隨著渦輪內壓縮比進一步提升 的需求而有繼續提高的可能,而電池外殼也需要更高的強度來抵御高溫下的熱膨脹,這些都對材料提出了更高的強度要求。德耐隆Telite?聚合物保溫隔熱材料具有出色的強度,可以滿足高強度要求。

    02

    挑戰二:更高的溫度及抗腐蝕要求。

    隨著新技術的應用和升級,熱交換器工作溫度亦逐漸增加,而內腔會接觸到尾氣的換熱器都會面臨低PH值的冷凝產物腐蝕問題,這些都給熱換器材料帶來新的挑戰。在此方面,廣州綠原已推出相關解決方案,并將技術延伸到之前非用熱交換器中。

    汽車里面的EGR冷卻器,其溫度非常高,腐蝕性特別強。廣州市綠原環保材料有限公司推出的德耐隆Telite?聚合物保溫隔熱產品同樣具有卓越的抗腐蝕性能,足以應對更高的溫度及抗腐蝕要求。

    03

    挑戰三:外部溫度影響電池的運作

    電池包熱管理的重要性:溫度是影響鋰離子電池安全、性能和壽命的重要因素。溫度過高時,電池會加速衰老;溫度過低時,電池的性能會明顯衰減,同時也會加速衰老;極端高溫會對電池造成不可逆的損傷,嚴重時甚至會破壞電池。另外,單體電池間的溫差過大會影響電池的一致性,從而降低電池組的性能和壽命。

    針對這一問題,廣州市綠原環保材料有限公司推出的德耐隆Telite?是一種聚合物保溫隔熱材料,可以彎曲形成復雜的三維部件。德耐隆Telite?KW-PP具有出色阻燃性,在高溫條件下表現優異,熱阻極低符合GB/T 10295-2008標準,能達到 0.155[m2.K]/W;德耐隆Telite?KW-PP是德耐隆Telite?系列的最新產品,它能滿足大多數應用的保溫要求。

    德耐隆Telite?具有卓越的彎曲特性,適合做折疊部件。從其制造的部件具有優越的成本效益。部件不僅容易使用,它還減少了使用安裝工具和勞動力成本。

    04

    挑戰四:材料減薄的需求

    為了減少換熱器重量及成本, 換熱器對材料減薄有持續的需求,然而這對于換熱器的可靠性甚至換熱性能都會帶來新的挑戰,未來也將通過材料優化解決。

    德耐隆Telite產品系列KW-PP采用獨創新材料工藝幫助新能源電動汽車及傳統汽車(鋰電池)鉛酸電池有效抵御發動機艙及戶外高低溫的影響,為電池提供安全合理的工作環境,從而保持電池的溫度一致性,保持電池組的性能使用壽命。

    新能源汽車的熱管理技術應用現狀及發展趨勢

    動力電池包專用材料德耐隆Telite?的關鍵技術包括導熱、隔熱、保溫,低應力緩釋技術,新型阻燃技術三大技術,在協助動力電池進行熱管理、降低溫差、實現熱平衡;撞擊、跌落、爆炸瞬間完成沖擊力緩釋;實現在高溫、過充、刺穿防爆中的阻燃隔熱效果等方面將取得決定性的作用。

    下面這些特性使德耐隆Telite?保溫隔熱材料在各種電子設備和汽車應用中脫穎而出,并有助于您應對未來大容量鋰電池系統和其他電動汽車部件的設計和生產的相關挑戰:

    ?熱阻極低GB/T 10295-2008 0.155[m2.K]/W

    ?優異的熱穩定性(-185℃至200℃)

    ?嚴酷條件下的可靠性能——耐熱沖擊、抗氧化、抗潮濕和耐化學品性

    ?優異的電絕緣性(介電強度) 

    ?隔熱保溫(導熱系數僅為0.03W/m.k)

    在多年深入研發和廣泛測試的基礎上,廣州市綠原環保材料有限公司還推出創新的專利材料德耐隆Telite?,可以實現熱交換器的輕量化、成本節約并顯著提升抗腐蝕性能。與傳統的擠壓扁管相比之下,可減薄多達20%。此外德耐隆Telite?可以搭配非復合翅片,結合管壁減薄的設計,用戶總的原材料采購成本可節約多達25%。

    整個汽車行業正在發生快速的變化,而材料行業也在向著更輕、更節能高效及電氣化的方向努力。我們會緊跟客戶需求,提前涉入開發,以盡快適應和滿足市場的需求。

    綜上所述,汽車熱管理技術不僅有助于提升電量分配效率延長續航里程,在節能減排的大勢下,隨著新能源汽車技術的快速發展,在帶來較大挑戰的同時也使其面臨更多機遇和發展空間。

    記者了解到,多家熱交換器廠商及相關企業都在加速研發新能源車熱管理產品,推動熱管理系統從傳統解決方案向新型解決方案升級,以改善動力電池的性能,更好地應對更高的壓力、更嚴苛的腐蝕環境,同時進一步降低電池包的尺寸。相信在行業的共同推動下,新能源汽車熱管理技術將進入一個嶄新的發展階段。

    電車資源微信二維碼

    掃一掃,關注 電車資源 微信公眾號,更方便獲知每日精彩推薦

    網友評論文明上網理性發言,請遵守評論服務協議
    賬號登錄注冊后參與評論

    技術文章 動力電池冷卻方案及應用實例

    在電動汽車中,冷卻系統主要分為兩部分:一是對動力系統的驅動電機、車輛控制器和DC/DC等部件冷卻,二是對供電系統的動力電池和車載充電器冷卻。本篇探討動力電池冷卻系統。
    關鍵字: 動力電池 冷卻方案
    2019-07-16

    技術文章 一文看懂電驅動(電機+控制器)系統應用技術

    一圖看懂電驅動(電機+控制器)系統應用技術
    關鍵字: 電驅動
    2019-07-15

    技術文章 新能源車電機電控應用技術分析

    新能源車電機電控應用技術分析
    關鍵字: 新能源車 電機電控
    2019-07-10

    技術文章 淺談如何為高比能鋰離子電池設計快速充電制度

    我有一個夢想:“有一天我能設計一款同時具有快充、高比能和長壽命特性的鋰離子電池!”,在目前的技術水平下這幾樣特性很難做到同時兼顧。
    關鍵字: 高比能 鋰離子電池
    2019-07-10

    技術文章 蔚來汽車召回原因的探討

    蔚來汽車發布了召回公告,宣布對涉及安全隱患的4803輛ES8進行召回。此次召回的原因是NEV-P50型模組內的低壓線束存在磨損,短路的風險,這也是蔚來針對上海地下車庫自燃事件的調查結論。
    關鍵字: 蔚來汽車 召回公告
    2019-07-08
    電車資源2019年活動排期
    關閉
    東風俊風純電動物流車秒殺
    彩8 金华 | 东台 | 恩施 | 海拉尔 | 吉林长春 | 馆陶 | 安岳 | 白银 | 开封 | 甘南 | 吴忠 | 和县 | 苍南 | 东莞 | 大庆 | 南充 | 三沙 | 高雄 | 潜江 | 单县 | 昭通 | 无锡 | 漳州 | 怒江 | 连云港 | 阿勒泰 | 衡阳 | 沛县 | 武安 | 安康 | 襄阳 | 连云港 | 沛县 | 连云港 | 台南 | 高密 | 简阳 | 海东 | 中山 | 汉中 | 保山 | 荆门 | 和县 | 仙桃 | 连云港 | 巴音郭楞 | 泰安 | 鹤壁 | 山西太原 | 徐州 | 东营 | 沧州 | 海门 | 屯昌 | 建湖 | 河源 | 洛阳 | 随州 | 海门 | 延安 | 日土 | 招远 | 包头 | 上饶 | 新余 | 莒县 | 白沙 | 昭通 | 铜仁 | 南平 | 台南 | 眉山 | 鄂尔多斯 | 盘锦 | 芜湖 | 台南 | 盐城 | 芜湖 | 清远 | 武夷山 | 无锡 | 安阳 | 聊城 | 泰州 | 安岳 | 百色 | 包头 | 张家口 | 绥化 | 武威 | 咸阳 | 台州 | 松原 | 正定 | 鸡西 | 舟山 | 滨州 | 海西 | 大庆 | 保山 | 孝感 | 宜昌 | 嘉善 | 陵水 | 鸡西 | 齐齐哈尔 | 迁安市 | 延安 | 改则 | 阳江 | 高雄 | 临夏 | 临沂 |