隨著新能源汽車市場的迅猛增長和電動化、智能化技術的飛速發展,汽車熱管理系統正迎來前所未有的變革。在新能源汽車熱管理領域,開發過程面臨多重技術挑戰。核心痛點包括熱舒適性與NVH性能的沖突,例如熱泵系統普及后,壓縮機噪聲在低溫采暖時加劇了舒適性管理難度;同時,節能性、舒適性和成本三者構成三角平衡關系,在市場競爭加劇背景下更顯突出。
廣汽埃安新能源汽車股份有限公司TMS高級技術經理徐磊介紹到,廣汽埃安的十二通閥集成模塊,實現了冷卻液和制冷劑回路的一體化,不僅大幅減輕了重量和體積,還提升了系統的靈活性和可靠性。這一創新設計為廣汽埃安的熱管理系統集成度提升奠定了堅實基礎。
在熱管理系統的性能優化上,廣汽埃安通過智能控制算法和仿真技術的應用,能夠精確匹配系統性能,優化流阻,提升舒適性。此外,智能預冷預熱控制技術的引入,結合導航信息智能啟動電池預冷預熱,大幅縮短了充電時間,同時降低了能耗,提升了續航能力。

徐磊|廣汽埃安新能源汽車股份有限公司TMS高級技術經理
以下為演講內容整理:
研發背景與技術路線分析
在整車熱管理開發過程中,廣汽埃安面臨多重平衡挑戰,這被形容為“平衡的藝術”。一方面,熱舒適性與NVH舒適性存在沖突,例如熱泵系統普及后,低溫采暖時的壓縮機、水泵和風扇噪聲問題加劇,需在噪聲控制與熱舒適性間取得平衡。另一方面,舒適性與節能性的矛盾突出,尤其在行業競爭加劇的背景下,還需兼顧成本、舒適和能耗的三角關系。

圖源:演講嘉賓素材
針對這些痛點,廣汽埃安歸納了行業四大發展趨勢:功能一體化、結構模塊化、控制智能化和綠色高效化。基于此,公司制定了技術路線,從系統、部件和控制三個維度切入,例如系統層面推進多熱源協同架構,部件層面強化模塊化集成,控制層面開發智能算法,旨在通過高效集成熱管理系統解決能耗高、成本高和用戶體驗不足的問題。

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高效集成熱管理系統設計
廣汽埃安提出了一體化熱管理系統架構,整合乘員艙、電驅系統和動力電池系統的熱量管理,實現多熱源協同。該系統支持19種運行模式,覆蓋-40℃至55℃的寬溫域環境,可靈活利用電驅余熱加熱電池或通過熱泵吸收空氣熱源加熱乘員艙,顯著提升能效。關鍵創新包括全球首創的十二通閥設計,該閥通過數學建模優化閥芯結構,減少流阻并適配多種運行模式,在上一代產品基礎上實現重量降低10%、體積縮減15%。

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在集成技術方面,公司推進冷媒側、水側和控制器的全模塊化集成,例如將冷媒部件、冷卻液部件和熱管理控制器整合為單一模塊,重量減輕20%、體積縮小22%,同時控制器集成貫徹熱管理域控理念,通過平臺化協同控制支持OTA升級,提高可靠性和靈活性,重量降低8%、體積減少12%。

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仿真技術支撐系統正向開發,包括性能分解、系統匹配、舒適性優化和流阻分析,例如三維仿真用于閥體流阻優化,一維仿真用于空調策略調優,二者結合提升舒適性精度。

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智能控制與安全冗余設計
智能控制算法是系統核心,廣汽埃安開發了基于場景的智能預冷預熱控制。以充電工況為例,算法綜合用戶用車習慣、充電意圖、車輛設置(如當前電池溫度)、導航信息(如目的地距離和能力)及云端數據,預測電池最佳溫度狀態,在充電前適時啟動預冷或預熱,實驗顯示可縮短充電時間達50%。

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同時,公司應用SOA服務化架構,將熱管理功能拆解為基礎服務(如風量、溫度調節),并組合為預設場景模式(如“小憩模式”),支持用戶自定義場景庫,通過創客模式讓系統越用越好用。在安全冗余方面,故障診斷策略包括壓縮機和EXV保護、冷媒泄漏診斷及防冷媒遷移,確保系統可靠性;安全算法涵蓋PTC防過溫冗余設計和電池熱失控應急策略,例如最小系統運行機制可在故障時維持基本功能,提升整車安全性。

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系統開發成效總結
開發成果顯示,廣汽埃安的高效集成熱管理系統顯著提升性能:系統集成度優化后,十二通閥模塊在ITS1.0基礎上重量再降10%、體積再減15%;熱管理能效提升50%,低溫下熱管理功率從1600W降至800W,支撐續航增加15%;充電時間縮短50%,例如從59.8分鐘減少到26.2分鐘。用戶體驗改善體現為熱泵系統在冬季和春秋季的能效和舒適性提升。

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未來展望聚焦三大挑戰:一是新型環保制冷劑替代迫在眉睫,需開發低GWP、高性能且安全的系統以應對蒙特利爾議定書履約要求;二是電池脈沖加熱技術,實現電池包內自主加熱,可減輕對整車熱管理系統的依賴,釋放設計靈活性;三是48V系統應用,通過提升低壓供電(如風扇、水泵、鼓風機負載),降低線束損耗和成本,推動能效進步。廣汽埃安呼吁行業同行在相關技術領域加強交流合作。

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總結與未來展望
廣汽埃安的高效集成熱管理系統通過一體化架構、模塊化集成和智能控制,解決了新能源車熱管理中的能耗、舒適與成本平衡難題,實現顯著性能提升。未來挑戰包括環保制冷劑替代、電池自主加熱技術及48V系統推廣,這些方向將定義下一代熱管理發展路徑,推動行業向綠色高效轉型。