知识 | 新能源车热管理系统结构与控制浅谈

 

来源：新能源汽车控制

新能源车热管理系统主要包括电驱系统热管理和电池系统热管理。电驱系统有电机、发电机、电机驱动器、DCDC、充电机等部件，电池系统就是指电池包。

电驱系统只需要冷却，保证电驱系统各部件处于一个温度相对较低的水平，保证安全可靠的工作状态，尤其是防止IGBT等部件因为大电流工作而烧坏。

电池系统是比较脆弱的，温度过低则充放电能力弱，车辆行驶、充电功能受限；温度过高又有热失控风险，是绝对不允许的。所以电池既需要冷却也需要加热功能。

下面我们以某插电式混动车为例，介绍热管理的结构和基本的控制。

热管理系统结构

插电式混动车的热管理系统结构如下图所示：

 纯电车一般只有电机没有变速器，混动车一般电池选择风冷，所以这里选择最有代表的插电混动车。  

电池热管理系统回路：

1） 电池系统冷却液回路（图中黄线回路）：

电池加热模式下，水泵转动，使得经加热器加热后的冷却液流入至电池中，达到提高电池电芯温度的目的；同样，电池冷却模式下，水泵转动，使得热交换器中经空调冷媒冷却后的冷却水流入至电池中，达到降低电池电芯温度的目的。

2）空调冷媒回路（图中绿线回路）：

电池冷却模式下，空调工作，空调冷媒流入热交换器来降低电池系统冷却液温度；电池加热模式下，该回路不工作。

电驱热管理系统回路：

1）电驱系统冷却液回路（图中青线回路）：

当充电机、DCDC、电机驱动等有冷却需求时，水泵转动，促使经散热器冷却后的冷却液流入充电机、DCDC、电机驱动等部件，达到冷却这些部件的需求；当混动变速箱（电机、发电机本体一般集成在里面）油温过高，有冷却需求时，开关阀打开，水泵转动，促使经散热器冷却后的冷却液流入热交换器，来冷却变速箱油温，达到冷却电机、发电机本体的目的。

2）电驱油液回路（图中红线回路）：

一般地，驱动系统激活后，油泵会根据车辆运行模式计算冷却流量，进行变速箱内部部件的冷却润滑。

热管理系统控制

热管理系统控制，就是在不同的工作模式下，请求相应的部件配合工作，实现加热或冷却目的。

1）电池加热功能：

电池温度低于一定值时，请求水泵、加热器工作（加粗回路部件工作，下同）。

2） 电池冷却功能：

电池温度高于一定值时，请求水泵、空调系统、风扇工作。

3） 电驱加热功能（变速箱不需冷却时）：

当充电机、DCDC、电机驱动等温度较高后有冷却需求时（且变速箱无冷却需求），控制水泵、风扇（冷风）等工作。

4） 电驱加热功能（变速箱需冷却时）：

当充电机、DCDC、电机驱动等温度较高后有冷却需求时（且变速箱油温较高后有冷却需求），控制水泵、风扇（冷风）、开关阀等工作。

如果想实现较好的温控管理与能耗指标，需要对系统部件进行优化（减小电池发热量、提高电驱动效率、拓宽电池工作温度范围等等），热管理控制本身能做的事情有限。

以上就是对新能源车热管理结构和控制的基本介绍，让大家有个初步的认识，主要利用温度门限进行逻辑控制。热管理控制本身不难，要做到在各种工况以及故障状态下持续稳定工作，还是需要花一些时间去积累的。

来源：新能源汽车控制