《新能源汽车热管理系统设计》课件 第一章 新能源汽车热管理系统概述

热管理系统设计汽车河南科技大学车辆与交通工程学院NewEnergyVehicles新能源CONTENTS目录新能源汽车热管理系统概述热管理系统理论基础0102第一篇基础篇新能源汽车热管理系统概述第一章核心内容：新能源汽车发展现状（定义、中国成就、全球格局）动力电池类型及特性（锂离子电池为主，对比燃料电池、铅酸电池等）热管理技术细分（乘员舱、动力电池、驱动电机的温控方法）整车热管理理念（产生背景、核心目的、技术特点）学习目标：建立“对象-需求-技术”的关联认知，理解热管理的必要性与整体逻辑1.1新能源汽车发展现状-定义与分类定

义：采用新型动力系统，完全/主要依赖新型能源驱动的汽车核心分类：插电式混合动力汽车（含增程式）

纯电动汽车（BEV）

燃料电池电动汽车（FCEV）1.1新能源汽车发展现状–中国成就与全球格局政策：双碳战略、《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》2024年数据：产量1288.8万辆（同比+34.4%）销量1286.6万辆（同比+35.5%）渗透率47.6%（提前完成2025年目标）区域特点与代表欧洲补贴+基建，计划淘汰燃油车（宝马、奔驰）美国特斯拉引领，传统车企（通用、福特）电动化日本混动/燃料电池成熟，纯电产业化滞后（丰田、本田）1.2动力电池概述-类型对比动力电池作为电动汽车的能量来源，

是电动汽车产业链的核心，其作用相当于传统汽车的燃油。

动力电池的性能指标包括能量密度、功率密度、循环寿命、充放电速率等，

这些指标直接影响到电动汽车的性能和用户体验。电池类型 核心优势 典型应用锂离子电池 高能量密度、长寿命主流乘用车燃料电池零排放、效率45%-60%商用车、特定场景铅酸蓄电池成本低、技术成熟辅助电源、低速车固态电池 高安全、快充电 未来产业化方向1.2动力电池概述-锂离子电池电池类型正极材料负极材料核心优势 钴酸锂电池LiCoO2石墨能量密度高（消费电子为主，车用少）锰酸锂电池LiMn2O4石墨成本低、安全（电动工具，车用受限）三元（NCM）锂电池锰酸锂LiMn2O4镍酸LiNiO2和钴酸锂LiCoO2三种成分组成的复合材料石墨能量密度高（主流车用，需控温防热失控）磷酸铁锂电池LiFePO4石墨安全、长寿命（乘用车/储能，能量密度低） 1.2动力电池概述-燃料电池+其他燃料电池：氢氧反应产电，产物为水；瓶颈是加氢站少、成本高铅酸蓄电池：技术成熟但能量密度低，多用于辅助电源固态电池：尚在产业化中，优势是高安全、快充电1.3热管理技术概述热管理技术涉及对特定对象的温度和温差进行精确调节和控制的过程。核心要素：具体的对象、热管理参数（主要是温度）以及实现手段（即耗能）。热管理技术广泛应用于多个领域：包括电子设备、

汽车、航空航天器、工业生产、太阳能发电、储能系统及医疗设备等。1.3热管理技术概述-乘员舱热管理汽车乘员舱作为一个相对封闭的空间，

其内部的热舒适性主要取决于人体周围的温度分布。空调系统在这一过程中扮演着至关重要的角色，它通过精确调节舱内的温度、湿度和风速，创造出一个适宜的驾驶和乘坐环境。

汽车空调系统的工作原理基于热物理学中的蒸发吸热和冷凝放热过程，通过内部循环工质的作用，有效地将乘员舱内的热量转移到外部，或者将外部的热量引入乘员舱内，从而实现乘员舱内温度的调节。1.3热管理技术概述-乘员舱热管理传统燃油汽车依靠发动机工作产生的余热，通过冷却液循环为乘员舱加热；但纯电动汽车没有内燃机，无法利用发动机余热，需依靠专门的热管理技术实现乘员舱制热。热泵空调加热：新能源汽车热泵空调基于蒸气压缩式逆循环原理，通过制冷剂循环从环境介质中吸收低位热能并提升能位，为乘员舱提供采暖，具备较高的能量利用效率。PTC加热：PTC（正温度系数热敏电阻）加热器依托电能向热能的焦耳热转化效应，借助热敏电阻的自限温特性实现快速且可控的制热，是新能源汽车低温环境下的辅助采暖技术。1.3热管理技术概述-动力电池热管理动力电池最佳工作温度范围通常被认为在25℃~45℃之间。新能源汽车电池系统热管理技术的核心是通过冷却介质将电池内部的热量传递到外界环境中，实现电池内部温度的降低。在高温条件下对电池进行有效散热，以防止过热；在低温条件下则需要对电池进行加热和保温，

以维持其性能。加热系统热管冷却散热热泵系统PTC加热元件散热系统空气冷却散热直接冷却散热液体冷却散热固体相变材料散热冷却介质不同自然对流强制通风高效精准高效复杂均温低导高导优温1.3热管理技术概述-电机电控热管理一、核心重要性驱动电机（动力输出核心）与控制器（智能控制中枢）的温度管理，直接决定其性能稳定性与使用寿命，超额定温度可能引发故障甚至系统完全失效。二、产热机理驱动电机：电能转化为机械能时，部分电能以损耗热释放（线圈电阻、机械摩擦等）；控制器：协调整车部件工作时，自身产生运行热，需同步控温。1.4整车热管理技术-背景目的与特点发展背景：新能源汽车新增“三电”（电池、电机、电控）热管控，传统空调思路不适用核心目的：提升能源利用效率延长电池寿命（控温防衰减）保障整车性能与安全（防过热故障）提升乘员舒适性整车热管理核心特点高度集成化：统筹乘员舱、三电系统热管理精准控制：动态调节各回路热量分配智能化：传感器+算法实时优化环境适应性：宽温区（-40~60℃）运行节能减排：回收余热、优化能耗第1章习题简答题