当前位置:首页 新闻 产品知识

热泵空调将成为主流

特普生科技 特普生科技 2023-05-11 12 416

一、概述

新能源汽车热管理主要分为三部分:动力电池热管理、电机电控热管理和驾驶舱热管理。驾驶舱热管理占总价值量近 6 成,电池热管理占近 3 成,电机热管理最少,占整车价值的 16%

在热泵系统 VS PTC 加热系统方面,二者各有优劣。热泵空调系统可有效提高新能源汽车冬季续航,而 PTC 低温工作条件下制热效果好,但耗电。国外厂商在热管理系统市场格局中主导集成,国内企业在部分关键零部件技术方面取得突破。如特斯拉的 Octovalve 创新将 PCS 功率电子、电机电控运转中产生的热量作为第二热源,共同参与制热,进一步提升汽车续航与冬季制热效率。

二、新能源车热管理:驾驶舱热管理占比近6成

新能源汽车 VS 传统汽车热管理:新增多个部件

热管理是指管理控制汽车运行中所产生的热负荷或在低温工作条件下为汽车供热。新能源汽车热管理系统一般指驾驶舱空调与三电热管理的耦合系统。

新能源汽车热管理分为三部分:

1、动力电池热管理

2、电机电控热管理

3、驾驶舱热管理

相比传统车,新能源汽车的热管理新增两大部分:动力电池热管理和电机电控热管理,对应新增电机油冷器、电控冷却器、电池冷却板等部件。其中,驾驶舱热管理中,制热环节由发动机热交换转变为 PTC 制热(电阻丝制热)或热泵系统制热。制冷环节中压缩机由发动机带动变为电动压缩机。

图片

传统车分为动力总成与驾驶舱热管理两个系统,新能源车热管理系统更复杂,集成度要求更高。由燃油带动机械结构为主转向电子电气控制为主。领先的汽车制造商,例如特斯拉,采用软件程序对整车热管理进行一体化控制,提高了驾驶舒适度和车辆性能,同时也提高了技术门槛。

图片

传统车热管理系统
新能源汽车热管理系统(以奥迪 R8 为例)

新能源汽车热管理系统运行机制

在新能源车中,电动压缩机控制驾驶舱和整车温度,冷却液在管道中流动降温电池和电控系统。通过液体传热和调节阀门流量,实现整车热循环。

新能源汽车整车热管理运行机制

新能源汽车热管理价值量拆分:单车价值 5000 元,驾驶舱热管理占比近 6 成

价值量较高的部件为电动压缩机、电池冷却板、电子水泵。合计价值量近 5000 元。在各部分价值量占比中,驾驶舱热管理占6成,电池热管理占3 成。电机热管理占比最少,占16%。

图片

图片

新能源汽车热管理系统单车价值(PTC 加热系统为例)

三、热泵系统VS PTC加热系统:一体化热泵空调将成为主流

驾驶舱空调系统有两种主要技术路线:PTC 制热和热泵空调制热。二者各有优缺点,PTC 制热效果好但耗电,热泵空调系统节电效果好但在低温下制热能力差。新能源汽车在冬季可通过采用热泵空调系统有效提高续航里程。

图片

新能源汽车驾驶舱热管理两大技术路线

在制热原理上,PTC 系统与热泵系统的本质区别在于热泵系统使用冷媒从车外吸热,而 PTC 系统则使用水循环在车内制热。与 PTC 加热器相比,热泵空调系统涉及加热时气液分离,冷媒流量压力控制等技术难点,技术壁垒与难度都显著高于 PTC 加热系统。

驾驶舱 PTC 热管理系统(左)

驾驶舱热泵空调热系统制热原理(右)

驾驶舱 PTC (左)驾驶舱(右)的热泵空调热管理系统运行流程

在加热效率上,为了获得 5kW 的输出热量,由于电阻损失,电加热器需要消耗5.5kW 的电能。而带热泵的系统只需要 2.5kW 的电能。压缩机使用电能压缩冷媒,在热泵换热器产生所需的输出热量。

热泵空调与 PTC 空调加热效率对比

未来空间中,PTC电加热技术的上限受到加热器功率和导热损耗的限制,其制热效率已经达到了极限,难以提高。相比之下,热泵系统的制热效率取决于电动压缩机功率和冷媒导热功率,更具潜力。

目前,R744 热泵(二氧化碳热泵),R1234yf(四氟丙烯)等新型冷媒,替代R142b(氟利昂)。

在汽车零部件对比上,PTC 加热系统与热泵系统相比零件大致相同。但热泵运行压力较大,需要使用耐高压零部件,例如使用耐高压管路、耐高压电子膨胀阀、耐高压的空气压缩机等。导致成本与 PTC 相比较显著上升。

图片


特普生,成立于2011年,是国家高新技术、专精特新企业。主要研制NTC芯片热敏电阻温度传感器储能线束储能CCS集成采集母排储能模组铝巴等温度采集产品系列。一体化研制、一致性品质的特普生,竞争力优势明显:自主研制NTC芯片核心技术及实现医用0.3%精度;专利百项,保留不公开技术2项;为全球新能源产品、大消费品与工业品提供了定制化的温度采集技术。

文章链接:https://www.temp-sen.com/knowledge/614.html,部分素材来源于网络,若有不适,请及时联系我们删除。

Share
返回
上一篇:温度传感器概念、发展与分类
下一篇:新能源车热泵空调行业
相关文章
文章排行榜
回到顶部