新能源汽车的热管理主要包括电池系统和空调系统,而这两个是不同的研究方向。大部分新能源车更关注电池热管理,而空调热管理则是分配给一些汽车空调单位去研发。

载冷剂的显热大,温差波动小,因此电池的精确控温系统是靠载冷剂循环实现的。在空调系统中研究的方向比较多,其主要分支点在于冬季制热。空调制冷默认的是采用电压缩制冷剂循环制冷,而采暖系统分为电加热和热泵空调。

由于北方冬季温度较低,热泵系统的能效及稳定性较差,大部分新能源车均采用的电加热。其主要采用载冷剂泵、PTC电加热、换热器、风机将电能转换成热能传到汽车内。这种加热系统比较稳定,车内升温较块,但是电能消耗比较大,对汽车的行驶里程影响较大。一些企业开始研究新的制冷剂热泵系统,提升在低温环境的效率和稳定性,主要制冷剂为R134a,R1234yf,R744(二氧化碳)。在双碳政策下R1234yf,R744是将来的首选。目前二氧化碳的物性特点,跟市场现有的压缩机没有公用性,需要重新设计,且所有配套阀门,换热器,管道系统均需要研发改变,技术难度高,开发成本高,但其低温能效会比R1234yf高。R1234yf压力跟R134a相当直接可以替代使用,且其GWP为4,属于环保冷媒,在当下美系车内应用较多。热泵系统在冬季使用中主要是化霜问题,目前主要采用四通换向阀热气化霜。

载冷剂其实可以在热泵系统应用,冬季可以降低换热器跟空气的温差,降低结霜速度,另外可以接入电池的热管理载冷剂系统,实现化霜,实现采暖的高效稳定。

目前已有多个新能源电池冷却研究单位采用冰河冷媒载冷剂,同时也有空调热泵研究单位采购。通过分析新能源汽车热管理系统,发现综合管理热系统可能获得更好的节能数据。