對于電動汽車而言，動力電池的溫度變化對于其最終續(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，電動汽車的續(xù)航能力會大幅下降。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)溫度跌落至-10°C時，電動汽車?yán)m(xù)航里程甚至可能會縮短高達(dá)40%。
與此同時，電池在充電及使用過程當(dāng)中一旦溫度過熱，就有可能引發(fā)熱失控反應(yīng)，而這，正是造成電動汽車起火事故的最主要”兇手“。
因此，通過加大對于包括動力電池、電機(jī)等電動汽車核心部件的熱管理，最大程度的提升電動汽車的整體效率，并通過溫度控制保證在使用過程中的安全性能，已經(jīng)成為全球主流車企在電動化進(jìn)程中的一致共識。
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)為代表的國際Tier1供應(yīng)商已經(jīng)開始推出其電動汽車系統(tǒng)級的熱管理方案，前瞻性的在這個全新領(lǐng)域卡位布局。
在近日舉行的2018未來出行大會上，大陸集團(tuán)就對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、電動傳動系統(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)動機(jī)系統(tǒng)、供油與后處理管理、混合動力及電動車、傳感器及執(zhí)行器及變速箱控制五大事業(yè)部。2017年，動力總成事業(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，對需要調(diào)控溫度的部位進(jìn)行加熱或冷卻，同時避免能量損失。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車、插電式混動車以及傳統(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，電動汽車的續(xù)航能力能夠提高25%左右。
在大會現(xiàn)場，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)用中的三個典型場景：
在溫度較高的夏季，通過電池?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，同時可以延長使用壽命，啟動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，而剎車帶來的動能回收還能補(bǔ)充電池?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)所需要的電量，從而提升效率。
在電動汽車充電場景下，一般而言，鋰離子動力電池在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，也無法提供大量電力。
在充電過程中，電池的主動冷卻功能會通過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，并延長使用上壽命，同時，通過熱管理預(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：“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)峁芾怼㈦姍C(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。
對于傳統(tǒng)熱循環(huán)來說，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的動能回收，都能為驅(qū)動電池帶來額外的溫度補(bǔ)償。Biber介紹，這樣就可以讓多余的熱量和動能反向補(bǔ)償回整套系統(tǒng)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)多余熱量與動能的二次利用。
事實(shí)上，在整車系統(tǒng)級的熱管理系統(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變得更加復(fù)雜，針對于此，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的無級調(diào)節(jié)水泵。
作為全新的產(chǎn)品體系，大陸集團(tuán)非常重視中國本土化的研發(fā)和生產(chǎn)，大陸集團(tuán)動力總成事業(yè)群中國韓國區(qū)副總裁Gregoire Cuny在未來出行大會中的演講中明確表示，非?？粗刂袊男履茉雌嚢l(fā)展以及所帶來的供應(yīng)鏈機(jī)會。
事實(shí)也的確如此，2017年國內(nèi)新能源汽車生產(chǎn)了79.4萬輛，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60.7萬輛和60.1萬輛，同比分別增長75.4%和88%，繼續(xù)領(lǐng)跑全球增長。
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。
在研發(fā)上，目前，大陸集團(tuán)已經(jīng)在中國建立本土化的產(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)針對中國新能源汽車市場，此外，Biber還向高工鋰電表示，在供應(yīng)國內(nèi)市場的同時，該基地還將為歐洲、美國等其它地區(qū)的車企客戶進(jìn)行全球化配套。
對于未來的熱管理的市場空間，Biber充滿信心，在他看來，在中國的新能源汽車補(bǔ)貼退坡之后，車企對于成本的降低和整車效率的提升的要求會越來越高，而熱管理系統(tǒng)的搭載對此能起到非常明顯的作用，因此，電動汽車熱管理領(lǐng)域的市場需求將會在未來幾年快速擴(kuò)張。
而對于大陸集團(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)域競爭中占據(jù)“時間和空間”優(yōu)勢，按照其規(guī)劃，這也將成為其新能源業(yè)務(wù)的重要版塊。
