對(duì)于電動(dòng)汽車而言，動(dòng)力電池的溫度變化對(duì)于其最終續(xù)航能力、安全性能的呈現(xiàn)都起到至關(guān)重要的作用。
由于加熱或冷卻功能所需的電能也由電池供給，在冬季或夏季，電動(dòng)汽車的續(xù)航能力會(huì)大幅下降。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)溫度跌落至-10°C時(shí)，電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程甚至可能會(huì)縮短高達(dá)40%。
與此同時(shí)，電池在充電及使用過(guò)程當(dāng)中一旦溫度過(guò)熱，就有可能引發(fā)熱失控反應(yīng)，而這，正是造成電動(dòng)汽車起火事故的最主要”兇手“。
因此，通過(guò)加大對(duì)于包括動(dòng)力電池、電機(jī)等電動(dòng)汽車核心部件的熱管理，最大程度的提升電動(dòng)汽車的整體效率，并通過(guò)溫度控制保證在使用過(guò)程中的安全性能，已經(jīng)成為全球主流車企在電動(dòng)化進(jìn)程中的一致共識(shí)。
聚焦于此，基于在傳統(tǒng)汽車零部件領(lǐng)域的積累和跨領(lǐng)域?qū)I(yè)能力，以大陸集團(tuán)為代表的國(guó)際Tier1供應(yīng)商已經(jīng)開始推出其電動(dòng)汽車系統(tǒng)級(jí)的熱管理方案，前瞻性的在這個(gè)全新領(lǐng)域卡位布局。
在近日舉行的2018未來(lái)出行大會(huì)上，大陸集團(tuán)就對(duì)外展示了其熱管理解決方案，該方案由系統(tǒng)控制策略、電池冷卻液與加熱回路、電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)冷卻液回路、冷卻液回路、制冷劑回路、加熱通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)等6大部分。其組件產(chǎn)品包括傳感器、節(jié)能耐用的電子水泵、智能型冷卻液流量控制閥以及管線和軟管等。
高工鋰電獲悉，大陸集團(tuán)的熱管理方案由其動(dòng)力總成事業(yè)群旗下的傳感器及執(zhí)行器事業(yè)部負(fù)責(zé)，動(dòng)力總成事業(yè)群為大陸集團(tuán)五大事業(yè)群之一，其下設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、供油與后處理管理、混合動(dòng)力及電動(dòng)車、傳感器及執(zhí)行器及變速箱控制五大事業(yè)部。2017年，動(dòng)力總成事業(yè)群實(shí)現(xiàn)銷售收入約77億歐元。
大陸集團(tuán)傳感器及執(zhí)行器事業(yè)部中國(guó)區(qū)負(fù)責(zé)人Peter Biber介紹，依托模塊化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，大陸的熱管理解決方案能夠切換熱能流，對(duì)需要調(diào)控溫度的部位進(jìn)行加熱或冷卻，同時(shí)避免能量損失。其中，冷卻液流量控制閥，用于靈活切換加熱和冷卻回路，將可用的熱量或冷量輸送到需要的位置。該方案可以靈活配套到純電動(dòng)車、插電式混動(dòng)車以及傳統(tǒng)燃油車等不同車型上。
數(shù)據(jù)顯示，搭載大陸集團(tuán)的熱管理技術(shù)之后，在相同的-10°C低溫下，電動(dòng)汽車的續(xù)航能力能夠提高25%左右。
在大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，大陸集團(tuán)傳感器及執(zhí)行器事業(yè)部系統(tǒng)工程及前期開發(fā)產(chǎn)品副總裁張宏博士介紹了其熱管理系統(tǒng)應(yīng)用中的三個(gè)典型場(chǎng)景：
在溫度較高的夏季，通過(guò)電池?zé)峁芾淼呐c控制，以及更早的電池能力恢復(fù)，可以提高10%的續(xù)航里程，同時(shí)可以延長(zhǎng)使用壽命，啟動(dòng)后及早的高功率傳輸可提供更好的駕乘性能，提高駕駛室舒適度。
在溫度較低的冬季，通過(guò)廢熱回收，熱管理預(yù)控制以及更早的電池能力恢復(fù)，可提高25%的續(xù)航里程。
具體而言，由于電機(jī)運(yùn)行發(fā)熱量更大，將電池?zé)嵫h(huán)集成在整車循環(huán)之后，電機(jī)的溫度通過(guò)熱循環(huán)就能帶到電池當(dāng)中實(shí)現(xiàn)輔助保溫功能，而剎車帶來(lái)的動(dòng)能回收還能補(bǔ)充電池?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)所需要的電量，從而提升效率。
在電動(dòng)汽車充電場(chǎng)景下，一般而言，鋰離子動(dòng)力電池在25-35°C的溫度范圍內(nèi)可以正常接受強(qiáng)電流或輸出高電流。然而，在極低或極高的溫度下，電池既不能接受大量能量，也無(wú)法提供大量電力。
在充電過(guò)程中，電池的主動(dòng)冷卻功能會(huì)通過(guò)控制電池溫度防止充電電流減小。這樣的結(jié)果是，更優(yōu)化的電池溫度以實(shí)現(xiàn)更快的充電，并延長(zhǎng)使用上壽命，同時(shí)，通過(guò)熱管理預(yù)控制，還可以保證續(xù)航里程，并且實(shí)現(xiàn)靜音運(yùn)行。
張宏解釋說(shuō)：“能夠靈活切換冷卻液回路，配備經(jīng)久耐用、安靜、節(jié)能的水泵和多通閥，是實(shí)現(xiàn)這一功能的兩個(gè)必備條件。我們的新型冷卻液流量控制閥可以按比例切換兩到四個(gè)冷卻液回路的流量，將可用的熱量或冷量輸送到需要加熱或冷卻的部位?！?
值得注意的是，與目前電動(dòng)汽車上搭載的熱管理系統(tǒng)方案所不同的是，傳統(tǒng)的方案是電池?zé)峁芾?、電機(jī)循環(huán)系統(tǒng)、空調(diào)熱泵與壓縮機(jī)是三套獨(dú)立的系統(tǒng)，相互并不干涉，而大陸的熱管理方案則與此不同，其是面向整車開發(fā)，各個(gè)熱循環(huán)之間相互聯(lián)系，相互協(xié)作的的集成化管理，屬于整車系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化策略。
這樣的好處是，幾乎所有熱循環(huán)在同一體系下工作，能實(shí)現(xiàn)溫度方面的高效利用。
對(duì)于傳統(tǒng)熱循環(huán)來(lái)說(shuō)，電池只能依靠電池包內(nèi)的熱循環(huán)實(shí)現(xiàn)保溫功能，但若將其與電機(jī)溫控和剎車等方面集成的話，電機(jī)運(yùn)行的額外溫度以及剎車時(shí)的動(dòng)能回收，都能為驅(qū)動(dòng)電池帶來(lái)額外的溫度補(bǔ)償。Biber介紹，這樣就可以讓多余的熱量和動(dòng)能反向補(bǔ)償回整套系統(tǒng)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)多余熱量與動(dòng)能的二次利用。
事實(shí)上，在整車系統(tǒng)級(jí)的熱管理系統(tǒng)當(dāng)中，由于集成了更多的熱循環(huán)，開閉通路以及流量控制都會(huì)變得更加復(fù)雜，針對(duì)于此，大陸集團(tuán)的熱管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)單閥體最大5向通路的流量控制，以及110W、70W的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)水泵。
作為全新的產(chǎn)品體系，大陸集團(tuán)非常重視中國(guó)本土化的研發(fā)和生產(chǎn)，大陸集團(tuán)動(dòng)力總成事業(yè)群中國(guó)韓國(guó)區(qū)副總裁Gregoire Cuny在未來(lái)出行大會(huì)中的演講中明確表示，非?？粗刂袊?guó)的新能源汽車發(fā)展以及所帶來(lái)的供應(yīng)鏈機(jī)會(huì)。
事實(shí)也的確如此，2017年國(guó)內(nèi)新能源汽車生產(chǎn)了79.4萬(wàn)輛，已連續(xù)3年的產(chǎn)銷量居世界第一，今年前8月，新能源汽車的產(chǎn)銷分別完成了60.7萬(wàn)輛和60.1萬(wàn)輛，同比分別增長(zhǎng)75.4%和88%，繼續(xù)領(lǐng)跑全球增長(zhǎng)。
也正是基于這樣的判斷，大陸集團(tuán)選擇將熱管理系統(tǒng)的研發(fā)和生產(chǎn)重點(diǎn)放到了中國(guó)。
在研發(fā)上，目前，大陸集團(tuán)已經(jīng)在中國(guó)建立本土化的產(chǎn)品開能力，包括零部件生產(chǎn)工藝開發(fā)、設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)仿真、硬件與軟件開發(fā)、本土樣件制作、整車測(cè)試與分析等能力。
在產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)上，大陸集團(tuán)的熱管理的產(chǎn)品將于2019年底在安徽蕪湖工廠全面量產(chǎn)，重點(diǎn)針對(duì)中國(guó)新能源汽車市場(chǎng)，此外，Biber還向高工鋰電表示，在供應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的同時(shí)，該基地還將為歐洲、美國(guó)等其它地區(qū)的車企客戶進(jìn)行全球化配套。
對(duì)于未來(lái)的熱管理的市場(chǎng)空間，Biber充滿信心，在他看來(lái)，在中國(guó)的新能源汽車補(bǔ)貼退坡之后，車企對(duì)于成本的降低和整車效率的提升的要求會(huì)越來(lái)越高，而熱管理系統(tǒng)的搭載對(duì)此能起到非常明顯的作用，因此，電動(dòng)汽車熱管理領(lǐng)域的市場(chǎng)需求將會(huì)在未來(lái)幾年快速擴(kuò)張。
而對(duì)于大陸集團(tuán)而言，前瞻性的產(chǎn)品研發(fā)和本土化的生產(chǎn)布局將讓其在這塊新興的細(xì)分領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)“時(shí)間和空間”優(yōu)勢(shì)，按照其規(guī)劃，這也將成為其新能源業(yè)務(wù)的重要版塊。
