排版 / 石柯
“整车在热管理领域的需求大致有这六个方向：安全环保、低温续航、超级快充、空间及轻量化、智能化以及车内空气质量。”仪达智能热管理科技首席技术官赵宇说。
赵宇是在11月9日下午的2024第九届新汽车技术合作生态交流会（NAT-CES 2024)热管理系统专场主题演讲中做出此番表述。
仪达智能热管理科技首席技术官赵宇
赵宇首先简要概述了仪达公司的背景。该公司根植于上汽集团的供应链体系，其核心团队成员毕业于上海交通大学与同济大学，并在本行业深耕细作超过二十年，业务范畴从商用车领域成功拓展至乘用车领域。仪达在国内设立了四大研发基地，分别是规模宏大的马鞍山基地（一期厂房面积逾2万平米）、研发中心上海基地、西南战略支点重庆分公司，以及新成立的济南服务中心，旨在更好地服务北方客户。
热管理系统作为一个复杂且需多目标优化的领域，涵盖了诸如空调箱（旨在提升乘客舒适度）、前端散热模块、热泵模组（行业内的明星产品）等关键组件。仪达公司具备高度的自给自足能力，包括换热器、鼓风机、管路等核心部件的自主生产。公司服务于众多重量级客户，如上汽大通、中国重汽、荣威、奇瑞（乘用车领域）等。此外，仪达还拥有两处获得CNAS认证的实验室，其客户名单持续扩展，热忱欢迎更多合作伙伴的加入。
作为Tier1供应商，仪达专注于提供系统化的热管理解决方案，并积极与汽车制造商沟通，深入理解其需求。热管理领域的需求主要聚焦于六大方向：安全环保（如制冷剂的替代）、低温续航（依托热泵技术）、超级快充、空间及轻量化（通过集成化设计实现）、智能化（运用AI技术）以及提升车内空气质量。
在技术革新方面，仪达聚焦于三大要点：
一是系统架构层面，展示了若干主流且热门的架构方案，并强调了热管理架构在整车中作为能量传输桥梁的关键作用，要求功能全面且贴合实际需求。
二是集成化趋势，随着系统架构日益复杂，集成化成为必由之路，涵盖了大集成、小集成、水集成及制冷剂集成等多种形式。
三是智能化发展，智能化热管理需建立在精准模型与先进算法之上，以实现高效节能的系统控制，从而为客户提供卓越的使用体验。
赵宇还深入剖析了热管理技术的前沿趋势，首先是系统架构层面，热泵系统架构已成为经典案例，如上汽Ei5、宝马i3、特斯拉八爪鱼架构等，均强调了功能的完备性。热管理架构在整车中扮演着能量桥梁的角色，负责连接三电系统并回收电机发热。
其次是集成化趋势，随着系统架构的不断复杂化，集成化成为不可逆转的趋势，涵盖了多种集成形式。
最后是智能化方向，需要依靠精确的模型和出色的算法来实现高效节能的热管理系统，从而提供出色的用户体验。
仪达公司通过研发三合一多源热泵系统，结合高度的集成化设计与先进的控制策略，提供了高效且节能的热管理解决方案。
此外，赵宇还分享了仪达在低温三角循环系统、热气旁通系统及R290系统方面的最新技术进展。在低温三角循环系统中，仪达利用仿真技术构建了模型，并通过实验验证了模型的准确性。该系统在制冷和制热模式下均表现出色，通过仿真预测选择了合适的压缩机，实现了超过8千瓦的制热量，有望成为PTC技术的有力竞争者。台架测试显示，系统制热量达到6600瓦，进一步验证了仿真结果的可靠性。
在热气旁通系统中，仪达通过仿真发现增加高压阀可以显著提升系统出热风的速度，这一技术已在特斯拉等车型中得到应用。同时，针对当前市场上类似产品缺乏该阀的问题，仪达强调了未来在热气旁通技术中引入该阀的重要性。
最后，赵宇介绍了R290系统的架构及制冷剂模组设计。该系统采用双二次回路架构，虽然水路设计复杂，但功能完善。通过仿真计算，该系统在40度环境温度下最大制冷量超过9千瓦，在零下20度下制热量接近7千瓦。目前，该系统已完成系统架构和零部件的设计选型，正在进行仿真验证，预计将于明年上半年前完成所有开发工作。
在致辞前，赵宇还与世界新汽车技术合作生态合作协会理事长贾可博士以及其他企业家见面，并参观了同期举行的产品与技术展示。
主题演讲之后，来自汽车主机厂的采购与研发负责人还在当天下午的热管理系统专场围绕“新汽车热管理系统技术前沿“这一话题，进行了精彩的圆桌讨论。
为期2天的2024第九届新汽车技术合作生态交流会由世界新汽车技术合作生态协会主办，轩辕之学新供应链学院、中国汽车产业出海协作会为协办单位。
NAT-CES 2024的前身是中国汽车供应链峰会，经过长达9年的发展演变，已经成为中国新能源智能网联汽车产业年度交流盛会，标志着中国新汽车技术合作生态交流平台升级启航。
此次交流会是专业会议、技术展示和铃轩盛典三位一体的中国汽车产业主零交流重要活动，包括2大行业专场、8大技术专场，1场产品与技术展示、1场主零交流之夜和1场铃轩奖盛典。供应链优秀企业代表和主机厂相关负责人围绕动力系统、底盘系统、智能驾驶、智能座舱、热管理系统、车用芯片、轻量化与新材料，以及主被动安全等8个方面举行专场会议，就行业技术趋势发表主题演讲并进行圆桌讨论。
以下是赵宇的演讲实录，部分有删减。
尊敬的各位来宾，各位同仁，
大家下午好！
我是来自仪达智能热管理科技有限公司的赵宇。今天真的很荣幸有这个机会，有这个平台能给大家分享一下我们公司在热管理领域最近的工作进展。作为我们这次大会热管理的重要的合作伙伴，再次对大家的光临表示感谢！
之前贾校长的演讲，虽然更多聚焦于形而上的议题，但其重要性不言而喻，我也全神贯注地聆听了。而今天，我们将深入探讨这一专业领域，分享一些更为具体且实用的内容。
首先，请允许我简要介绍我司。
或许有些朋友对仪达智能热管理科技有限公司已有所了解，而有些则可能还不太熟悉。我们源自上汽集团的供应链体系，核心团队汇聚了来自上海交通大学和同济大学等知名学府的精英。在这个领域，我们已深耕细作20余年，早期更侧重于商用车领域，但如今也高度重视乘用车业务的发展。在国内，拥有四大研发基地，其中，马鞍山的研发中心规模最大，拥有超过2万平方米的厂房；上海则设有研发中心；重庆设有分公司，服务于西南地区的客户；今年，更在济南新设分公司，以更好地服务北方客户。
接下来，让我们聚焦于今天的主题——热管理。热管理是一个复杂且多目标优化的系统，它涉及架构设计与众多相关零部件，而这些零部件也正是仪达公司的重要业务范畴。例如，空调箱是为乘客提供舒适冷暖环境的关键零部件；前端散热部件则与家用空调的室内室外机相似，负责散热功能；而热泵模组则是当前行业内备受瞩目的重要产品，也是公司的拳头产品之一。此外，在换热器、鼓风机、管路等核心零部件方面也具有自制能力，模块上的自制率非常高，这与后续的垂直整合策略紧密相关。
在配套车型与客户方面，我们与上汽大通、中国重汽等商用车企，以及荣威、奇瑞等乘用车企建立了紧密的合作关系。
在资质方面，我们的两地实验室均获得了CNAS认证，这是对我们实力的有力证明。
接下来，我将分享一些干货内容。
作为Tier1供应商，仪达能够提供系统级的解决方案。我们与整车厂进行深入的交流，致力于满足其在热管理领域的需求。通过多年的实践与思考，我总结了以下六大需求方向：安全环保（尤其是制冷剂的替代）、低温续航（特别是电动车的热管理需求）、超级快充、空间及轻量化（需要集成化设计）、智能化（如将AI技术应用于空调系统中）以及车内空气质量（与空调系统密切相关）。
在这些需求背景下，技术领域的发展趋势如何呢？
首先，从系统架构层面来看，仪达推出了几个典型的热泵架构，如上汽Ei5（国内量产的首个热泵系统架构）、宝马i3（首个间接阵容架构）以及特斯拉的八爪鱼架构等。这些架构虽然各异，但都体现了功能完备性与需求契合性的重要性。现在的热管理架构已成为整车中的能量桥梁，它负责拉通散点，并回收电机的发热用于制热等，形成了能量流的概念。
其次，集成化是另一个重要趋势。随着系统架构的日益复杂，我们进行了大集成、小集成以及水集成和制冷剂集成等多种尝试，并期待未来能有更多的集成技术创新。
最后，智能化也是不可或缺的一环。要实现智能化，首先需要建立精确的模型，无论是针对乘客还是电池或系统。只有模型精度足够高，才能对系统进行准确的判断和控制。在此基础上，需要运用优秀的算法，这些算法可能与人工智能或能量算法等相关。通过模型、算法与优秀的架构和集成化零部件相结合，最终将为客户提供良好的体验，并实现高效节能的热管理系统。
在这样的要求下，仪达要怎么做？接下来给各位分享仪达的解决方案。
首先是三合一多源热泵系统，这是第一个基于系统架构，也是跟合作伙伴共同开发的。我们会把这个系统做高度的集成化，而且它会应用于目前商用车重卡领域，三合一的意思是一套系统解决电池、电机以及乘客舱的热管理需求，这是我们的系统架构，跟大家看到的Ei5架构有类似架构，包括它在整车的布置情况。这是详细的展示，包括高度集成化的设计，这个系统里面包括压缩机、水泵等都把它集中到高的模组里，这样可以提高集成度。
这个系统的架构是要满足不同的功能，所以它会对应到不同的模式。最简单的理解是制冷制热，制热是多源热泵需要有不同的热泵等这些基本运行模式都可以做到，现在做下来系统的运行模式可能会将近有30种，我们挑了最主要的模式。
这是非常核心的在模组里面会有一样集成化的模块设计，它有点类似于比如八爪鱼的设计，这里也用了八通水阀，而且把4、3通阀做集成形成8通阀，并且跟水泵使用这样的模组，所以它的集成度也是非常高的。
在这个基础上我们的系统可以取得非常好的性能，这是制冷性能。系统级最大制冷量可以超过13个千瓦，而且维持比较好的CPU，这里放了三组数据，它是在告诉我们，怎么样去实现乘客舱和电池冷量的分配，最主要靠左边的两个阀不同的开度来实现。随着BEXV开度逐渐增大，电池能量显著提升，从开始的6千瓦到最后的10千瓦，今后电池的制冷需求出现以后，怎样实现冷量分配是很重要的课题，可以通过这个阀的控制来实现。
制冷以外，接下来就是制热，制热是这个系统的重点，它是多源热泵，我们做了不同型式模式下的制冷台架测试。有单环境热泵，从环境吸取热量，也做了电机运行的余热，同时做了环境热泵+余热回收所谓多源热泵的结果。这个系统性能非常优秀，在零下10摄氏度环境热泵提供超过3千瓦的热量，这也告诉我们如果具备余热回收的条件我们可以尽量去做水源热泵来满足制冷的需求。
第三个是结霜化霜，形成了结霜化霜策略，随着多次结霜它的速度越来越快，测试是在比较热烈的情况下，它是2度的环境温度而且湿度非常高，大概是40分钟的过程，多次以后速度加快。这种情况下怎么做？尤其怎么判断什么时候需要化霜，我们提出了自己的解决方案，通过外部换热器出口的制冷剂温度，初步看下来这个制冷剂的温度下降10度意味着换热器结霜非常严重，换热器需要换热温差，跟空气的换热温差，意味着它需要更大的换热温差，意味着结霜很严重，可以供大家参考，什么时候要去做化霜这件事儿，还是比较重要的。
我们做的这套系统架构非常重要，在做多源热泵时候模式切换是核心，右边复杂的表是做模式切换，有时在做制冷的时候需要除湿或者做热泵时会发现水源比空气源更好要做模式切换，做了非常完善的控制策略，会在控制软件层面把它实现。
第二部分是低温三角循环系统，在这个系统上很重要的应用了仿真的手段，建立了这个系统模型，而且零部件选型很多来自前面介绍的多源热泵，所以有很多的实验结果去验证我们的模型。在制冷模式下仿真模型有很好的精度，在制热模式下也一样，精度都非常可靠。
进入这样的模型做低温三角循环不同运行状态下对它的能力做仿真预测，仿真结果告诉我们，选择这个压缩机，因为这个三角循环主要用压缩机的功率来制热，压缩机能力非常重要，选择45排量，它的转速8000转，可以提供超过8千瓦的制热量，很多车PTC转型可能在7千瓦左右，用这样的技术可以完全代替PTC。
我们真正搭建了台架，做台架测试。目前系统制热量做到6600瓦，首先转速到7500转，系统高压目前只做到21公斤，所以这就跟目前压力源选型功率限制有一定关系。超过7千瓦制冷量没有问题，这个系统在能力的层面上它肯定是足够的。这也在反过来验证仿真的结果精度是很好的。
刚才讲在能量层面OK，但是我们更加关注这样系统动态响应，仍然用仿真手段，在做热汽旁通时还要再加高压阀，加了高压阀以后它的出风到45的时间是107秒，比没有这个阀的结果加快了40秒，所以用这样的路线可以迅速的出热风，这个技术热风，特斯拉有所应用，而且特斯拉的出风温度有所保证，它也有类似的阀，因此今后真正要做热汽旁通的话，这个阀在迅速提供制热能力上是非常重要的。
针对这样的仿真结果目标了目前的类似产品，这个产品没有那个阀，这个会稍微慢一点，如果今后做热气旁通的技术，它的好处可以一定程度上取消PDC实现降本但怎样保证系统性能不衰减，这是非常重要的。
最后我们的方案是R290系统，这是非常热门的方案，可能有些朋友去我们的展台看过，已经对这个系统做了非常具象的展示，而且它里面已经用了环保系列制冷剂。这个工作也在过程中，这里先做初步的分享。
首先还是系统的架构，这个架构非常重要，而且290制冷剂泵的可燃性，它是双二次回路架构，它的制冷剂模组非常简单，但是它的水路会非常复杂，所以左边展示目前做的水路架构，这也是跟我们交大制冷所共同花了很大的精力，经过多轮迭代体现这样的架构。而且在这个架构里引入了刚才讲的热力旁通在这个基础上怎么把热力旁通系统跟热源的情况相融合？不同的模式下，甚至于还在一定程度上考虑到当前行业里面的电驱堵转功能，也可以应用这样的热量，这个架构功能非常完善。在这个基础上，水回路的阀多一点，确实因为水路非常复杂，但是这个系统架构还是非常完善。
由于这个工作目前是完成了系统架构以及零部件设计选型，所以目前结果还是基于仿真。290虽然是一个间接系统，有些人会觉得这个间接系统是不是性能会衰减比较严重？实际算下来至少在能力上没有问题，哪怕你是40度环境温度，最大制冷量甚至可以超过9个千瓦。制热是更优秀的，哪怕零下20摄氏度，制热量可以将近7个千瓦。我们后面也会对这个结果进行台架测试，相信在明年上半年之前会完成所有的开发工作，也希望到时再有机会给大家做汇报。
最后是我的总结，我们现在开发的这个热管理系统，这里的每一个箭头都是能量的传递，都可以实现，无论你是把热量从车内搬到车外，从电驱搬到电池都可以实现，所以是能量的桥梁，而且还要实现计量高效节能。
在这个需求下，我们开发了地源热泵系统，开发了热气旁通系统，正在开发新制冷剂290系统，希望通过努力在今后新能源热管理系统发展中贡献力量，谢谢大家！
-THE END-
