對于純電動(dòng)車，強(qiáng)電系主要包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制器、發(fā)電機(jī)(ISG/BSG)及其控制器、DC/DC、充電機(jī)等其中大部分采用水冷，且通常情況下布置在一個(gè)系統(tǒng)中，共用散熱器。重點(diǎn)考察性能包括：各電器部件水套水流量、散熱器水流量、水泵前壓力。

不同部件發(fā)熱量不盡相同，可以根據(jù)具體情況采用并聯(lián)或串聯(lián)的布置方式；對水溫的要求也存在一定差異，可用于確定上下游關(guān)系；但無論如何，必須通過一維仿真手段確定：a.水泵的選型是否合理；b.管路尺寸是否合理；c.各部件的布置關(guān)系和水流量分配是否合理。

某車型強(qiáng)電系一維分析模型和計(jì)算結(jié)果

強(qiáng)電系冷卻系統(tǒng)的布置與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)類似。但由于電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)遠(yuǎn)不如發(fā)動(dòng)機(jī)成熟，管路的布置往往沒有現(xiàn)成的參考，導(dǎo)致出現(xiàn)一些傳統(tǒng)汽車中不常遇到的問題，比如：a.由于部件空間布置改變，導(dǎo)致冷卻液加注困難；b.管路受壓力變形，導(dǎo)致流阻增加。

通過一維和三維相結(jié)合的方法，分析冷卻液加注過程和系統(tǒng)壓力分布，對空間布置和管路進(jìn)行優(yōu)化，保證冷卻系統(tǒng)的正常工作。

動(dòng)力電池冷卻系統(tǒng)類型主要有以下幾種：

a.完全依靠電池包隔熱，無單獨(dú)冷卻系統(tǒng)，如日產(chǎn)Leaf、長安逸動(dòng)EV、比亞迪秦、特斯拉等。

b.依靠內(nèi)循環(huán)空氣流動(dòng)系統(tǒng)提高電池單體間溫度均勻性。

c.直接利用乘員艙空調(diào)，通過引入乘員艙內(nèi)冷空氣對電池組進(jìn)行冷卻，再排出車外。豐田、本田早期多款混合動(dòng)力車型均采用這一形式。

d.制冷循環(huán)額外設(shè)置一個(gè)輔助蒸發(fā)器支路，但仍通過引入乘員艙內(nèi)冷空氣對電池組進(jìn)行冷卻。屬于c類型的改進(jìn)型。

e.設(shè)置額外水循環(huán)，利用制冷循環(huán)中的chiller或獨(dú)立PTC對水路進(jìn)行冷卻/加熱，再用水路對電池組進(jìn)風(fēng)進(jìn)行冷卻/加熱；美國CODA公司純電動(dòng)汽車采用該方式。

f.電池包采用水冷方式，冷卻水利用chiller制冷和PTC加熱；通用Volt、大眾高爾夫EV、克萊斯勒最新PHEV采用這一方式。

g.增加獨(dú)立制冷循環(huán)，電池包本身采用制冷劑直接冷卻。

根據(jù)上述冷卻系統(tǒng)類型分析，除第a,b兩種類型以外，其余電池組的冷卻除電池包內(nèi)部結(jié)構(gòu)以外，均還包括外部冷卻循環(huán)結(jié)構(gòu)。因此，一維分析是動(dòng)力電池組冷卻系統(tǒng)匹配的必要手段。

電池組冷卻系統(tǒng)一維分析包括：

a.空氣回路模擬：確定電池包冷卻風(fēng)風(fēng)量及進(jìn)風(fēng)溫度需求、鼓風(fēng)機(jī)性能、風(fēng)道阻力目標(biāo)等。

b.水路、制冷劑回路模擬，作用包括：水泵壓縮機(jī)的選型；熱交換器的性能參數(shù)制定；管路匹配；控制策略制定。

某車型電池組冷卻布置圖、一維仿真模型和計(jì)算結(jié)果

電動(dòng)汽車的前端冷卻模塊與傳統(tǒng)汽車不同，特別是對于同時(shí)具備電機(jī)和電池散熱器的情況，合理布置前端各換熱器是一項(xiàng)非常重要的工作。

通過三維流場分析得到冷卻模塊風(fēng)速分布，作為一維分析的邊界條件，計(jì)算不同冷卻模塊空間布置組合下強(qiáng)電系和電池冷卻的效果，以及對空調(diào)系統(tǒng)的影響。下圖表示的是某車型不同冷卻模塊布置方式計(jì)算結(jié)果。

電池包熱管理系統(tǒng)方式選擇：通常來說，EV以電池包無冷卻并加強(qiáng)隔熱的方式為主，PHEV和部分EV采用水/制冷劑冷卻的方式，HEV主要采用風(fēng)冷。

隔熱方式電池包瞬態(tài)溫度場分析：核心是分析充電-放電過程中電池單體溫度差異，以及單體溫度極限；對于PHEV車型，通常還要避免發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)對電池包的影響。

風(fēng)冷方式電池包穩(wěn)態(tài)溫度場分析：核心是流場的均勻性，從而保證電池單體間溫度的均勻性；采用并聯(lián)風(fēng)道是首選，而對于串聯(lián)風(fēng)道的形式，則還需通過調(diào)節(jié)上下游的風(fēng)速，保證上下游電池單體間的換熱系數(shù)，平衡空氣溫度不同的影響。

水/制冷劑直冷方式電池包瞬/穩(wěn)態(tài)溫度場分析：水循環(huán)和制冷劑循環(huán)由于往往采用毛細(xì)結(jié)構(gòu)，通常不存在冷卻介質(zhì)的局部均勻性問題；但由于冷卻介質(zhì)往往分布在電池的一側(cè)，冷卻效率及電池單體內(nèi)部的溫度分布是重點(diǎn)考察對象。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制器的發(fā)熱量較大，一般采用水冷，具備與發(fā)動(dòng)機(jī)類似的水套，需進(jìn)行詳細(xì)流場和溫度場的分析，以保證冷卻效果。

充電機(jī)、以及DC/DC其他小電機(jī)部分采用風(fēng)冷，但也需要詳細(xì)計(jì)算保證冷卻效果。

上述工作通常由零部件供應(yīng)商完成，但如果零部件供應(yīng)商能力不足，中國汽研在這方面也有很豐富的經(jīng)驗(yàn)。

EV采暖熱源全部依靠PTC，因此足夠的功率以及水流量才能保證整車采暖和除霜滿足設(shè)計(jì)要求，但是EV對續(xù)駛里程的要求又決定了PTC的功耗不能過大；因此，精確的匹配分析是保證兩者之間達(dá)成平衡的關(guān)鍵。

開發(fā)過程中，首先通過對應(yīng)傳統(tǒng)汽車的采暖試驗(yàn)數(shù)據(jù)對HVAC和乘員艙模型進(jìn)行標(biāo)定，再對車采暖過程中水溫和乘員艙內(nèi)部溫度進(jìn)行分析，從而找出合適的功耗以及水流量需求。

中國汽研具備數(shù)十款車的采暖分析經(jīng)驗(yàn)，具備不同類型車輛乘員艙熱負(fù)荷數(shù)據(jù)庫，也具備多款車型PTC的匹配經(jīng)驗(yàn)。

EV電動(dòng)壓縮機(jī)相對傳統(tǒng)汽車來說，由于壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速可通過輸入電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，其系統(tǒng)匹配的空間更大；壓縮機(jī)本身的制冷能力雖仍很重要，但是通過系統(tǒng)匹配可以更大程度的提高空調(diào)制冷效果。

中國汽研具備10多個(gè)車型的空調(diào)匹配和一維分析經(jīng)驗(yàn)，擁有一套完整的空調(diào)一維模型標(biāo)定和計(jì)算流程；能夠?qū)﹄妱?dòng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)壓力、溫度以及流量分析，保證電動(dòng)壓縮機(jī)選型的合理性以及制冷性能滿足設(shè)計(jì)要求。

聲明：