智能一体化热管理系统关键技术
系统架构
工质技术
高效压缩机
微通道换热器
智能化控制
新能源乘用车热泵系统搭载分析
目前在售新能源乘用车（EV&PHEV&REEV）共368款车型，包括纯电动（EV）乘用车车型240款，插电式混合动力（PHEV）乘用车车型106款，增程式混合动力乘用车车型22款。从车型的热泵搭载情况看，纯电动乘用车热泵车型占比达到47.5%，插电式混合动力乘用车热泵车型占比为6.6%，增程式混合动力乘用车热泵车型占比为4.5%。
2024年1-6月中国新能源乘用车热管理系统统计（按搭载车型数量）
来源：佐思汽研《2024年新能源汽车热管理系统行业研究报告》
2024年1-6月共销售新能源乘用车（EV&PHEV&REEV）468.9万辆，全系标配热泵系统的车型销量占比达到31.3%，中高配车型配置热泵系统销量占比6.4%，未装配热泵系统而使用PTC系统的车型销量占比为62.3%（其中，1.3%左右的车型可升级选装热泵）。
2024年1-6月中国新能源乘用车热管理系统统计（按车型终端销量）
来源：佐思汽研《2024年新能源汽车热管理系统行业研究报告》
从2024年1-6月中国纯电动（EV）乘用车（装载热泵车型）价格区间可以看出，20-25万区间车型销量达到58.6万辆，占纯电动乘用车总销量的37.6%；10-15万区间车型销售量排名第二，达到35.4万辆，占纯电动乘用车总销量的22.7%；15-20万区间车型销售量排名第三，销售量达到20.7万辆，占纯电动乘用车总销量的13.2%。
装载热泵系统的纯电动乘用车总体售价较2023年有所下降，主要是因为新能源乘用车厂商价格战，并伴随热管理系统国产化，系统成本持续降低。
2024年1-6月中国纯电动乘用车热泵系统装配量（分车型价格区间）
来源：佐思汽研《2024年新能源汽车热管理系统行业研究报告》
主机厂热管理系统采取多通阀+热泵+液冷方案
随着新能源汽车技术的不断发展，热管理系统也在持续创新和完善。例如，一些先进的热管理系统采用了更加智能化的控制策略，能够根据实际情况自动调整散热强度；同时，新材料和新技术的应用也提高了热管理系统的效率和可靠性。
主要OEM厂商热管理系统方案一览
来源：佐思汽研《2024年新能源汽车热管理系统行业研究报告》
理想汽车
理想汽车热管理系统设计思路是多通阀+热泵+余热回收。热管理超级模块集成了阀体、泵、气分和换热器等16个主要功能部件，让系统零部件大幅减少，并实现物理零部件与电控分离。
来源：理想汽车热管理系统专利-四通阀结构
比亚迪“16合1”一体化热管理系统
e平台3.0架构下的基于BC系列热泵空调一体化热管理系统首先降低了能耗损失，不仅仅围绕驾驶舱和动力电池进行冷量与热量的交互，而是在域控制层面由BYD OS操作系统控制，将冷量直接送至刀片电池和驾驶舱，将热量从电驱动系统、驾驶舱和刀片电池三者间进行传递。
海狮07 EV匹配的“16合1”一体化热管理系统，可以为全车5个温度需求分系统提供高温制暖、高温散热、低温预热、余热回收以及低温制冷伺服。
比亚迪热管理系统演进历程
来源：佐思汽研《2024年新能源汽车热管理系统行业研究报告》
哪吒“浩智热控”——浩智平台一体化热管理系统
浩智热控主要强调了热泵空调技术，具有低能耗、宽温域、高集成的特征，制热功耗小于800W，冬季续航提升高达20%。此外，浩智热控系统工作温度低至零下35℃，热泵模式工作温度低至零下20℃。具备一体化集成模块、双源热泵、支持3C快充等特点。
浩智热控1.0搭载一体化集成模块，使用双源低温热泵，电池在半个小时内就可充满；
浩智热控2.0采用直接式热泵架构，运用压缩机热气旁通技术，并配备智能控制算法，电池能在15分钟内快速充满；
浩智热控3.0采用新型冷媒，将在集成度、效率和温区方面均做到行业领先。
来源：哪吒汽车
智能化热管理：集成控制器、传感器等创新解决方案层出不穷
热管理控制器-主流集成模块包括：水泵驱动、水阀驱动、电子膨胀阀驱动、电磁阀控制、传感器采集、网络通讯、电路自诊断、OBD诊断、硬件方面等。
以易鼎丰(EVPT)的热管理控制器(TMM)为例，采用NXP FS32K146作为主控芯片，总线频率为80 MHz，连接器为80 Pins (40+40)，达到IP5K1防护等级，支持ISO26262 ASIL-B功能安全等级。
易鼎丰热管理控制器(TMM)的系统框图
来源：易鼎丰
在区域架构下，区域重新整合了整车电网架构，通讯架构以及控制器架构。面临热管理系统集成化趋势，独立的热管理控制器可将电子膨胀阀、水泵、水阀等核心部件的控制系统全部集成进热管理控制器（TMC），一方面大幅降低离散背板驱动的数量、节省系统成本，另一方面可以在应对热管理系统拓扑多样化架构的情况下尽量确保整车架构和区域控制模块的平台化。同时集成化的热管理控制器，也可大幅降低部件电控故障率，便于系统智能化及全生命周期的诊断维护。
区域架构集成热管理控制系统
来源：联合汽车电子
未来，新能源汽车集成化热管理系统面临的主要挑战包括温度控制不精准和能量浪费问题，为解决这些问题，需要进一步研究和开发更先进的温度压力传感技术，提高温度、压力监测的准确性和灵敏度。
MEMS传感器方面，在汽车中的应用范围不断扩大，汽车厂商需要把握时机，在短时间内建立行业合作伙伴关系，才能成功将这些新的传感器技术融入到汽车设计中。
新能源汽车MEMS传感器分类
来源：TDK
TDK温压一体化传感器
同时集成了温度与压力的测量功能，精度高、尺寸小、重量轻、响应时间快，并且安装方式多样，可应用于热管理系统与汽车电动压缩机等关键组件，实时监控热交换效率。
来源：TDK
Melexis MEMS数字输出压力传感器MLX90834
2024年9月，全球微电子工程公司Melexis宣布，推出专为电动汽车热管理等严苛汽车应用精心打造的MLX90834压力传感器芯片，进一步丰富其Triphibian™系列产品线。这款可靠的、经过出厂校准的MEMS解决方案，可在气体和液体介质中精确测量2至70bar的压力。其数字SENT输出可提供绝对压力、诊断和温度信息，助力系统实现更高的性能和可靠性。
来源：Melexis
可靠化是新能源汽车热管理系统发展的基础要求。随着新能源汽车市场的不断扩大，对于热管理系统的可靠性要求也越来越高。通过采用高品质的零部件和严格的制造工艺，以及进行充分的测试和验证，可以确保热管理系统的稳定性和可靠性，提高整车的市场竞争力。
2022-03-30
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