传感器技术在新能源车热管理系统中的应用

相对于传统燃油汽车,新能源车对于热管理系统的要求显著更高。比如自动化控制程度更高的新能源车采用了更多的功率器件,对于散热要求更高。

  随着新能源汽车的发展,其续航里程的大小从某种程度上变成客户选择是否购买的重要因素之一。有数据统计,一辆新能源汽车在较恶劣工况下(尤其冬季)开空调情况下,其将影响整车续航能力的40%以上。所以相对于传统燃油汽车,新能源车对于热管理系统的要求显著更高。一方面,自动化控制程度更高的新能源车采用了更多的功率器件,对于散热要求更高;另一方面,新能源车电池系统对于工作环境的温度要求更加严格,过高或过低的环境温度将显著影响车辆的续航里程以及电池寿命。


新能源车热管理系统组成部分及功能

       据悉,预计2018年新能源乘用车销量达78万辆,2019年销量110万辆,2020年达150万辆,预计其中采用液冷型热管理系统约占70%,风冷占型热管理系统约占30%。因此对应间三年空调系统市场空间17.9亿元、25.3亿元、34.5亿元,整车热管理系统为50亿元、70亿元、96 亿元。从以上数据可知,新能源车热管理系统变得越来越重要,其技术分类也不断扩展。

新能源热管理系统构成更为复杂

       新能源汽车热管理系统比传统汽车更复杂。与传统乘用车不同,新能源汽车的主要热源有电池、控制器、电动机等,对电池、电机的有效冷却散热是热管理系统的核心之一。新能源汽车不仅包括传统汽车空调系统(插电混合动力汽车还包括发动机冷却系统),而且新增电池、电机等冷却需求。从热管理需求划分的话,新能源车热管理系统主要包括电池包环境、功率电子器件、电机散热、汽车空调等。其中最主要的是空调系统与电池热管理系统。

新能源汽车空调不同于传统汽车空调

       不过,随着新能源汽车的不断发展,给车辆空调系统带来了革命性的变化,即从简单的制冷剂循环制冷送风的空调系统升级为多元的热管理系统:不仅要考虑驾驶舱人员的舒适性,也要考虑电池的冷却和加热;技术上也不仅仅考虑高效制冷,更要考虑实现高效制热,特别是在寒冷地区的制热问题。所有这些变化的目的就是为了兼顾驾驶舱和电池包有效热管理以及提高制冷制热循环的能效比,尽可能降低能量消耗以增加单次充电的续航里程。

  而传感器技术在新能源车热管理系统中,也逐渐发挥着不可估量的作用。今天带大家了解在新能源车热管理系统中的传感器解决方案。


传感器技术在新能源车热管理系统中的应用

  压力温度集成传感器可应用于混动和电动汽车热管理系统的高效运行,一般安装在系统的低压与高压两侧,为制冷和制热循环提供准确的压力和温度信号输出,以此支持电子膨胀阀更好地工作,同时也为电动压缩机提供过压过热保护以及服务于压缩机的变负荷运行,通过信号传输和实时调整控制,以尽可能少的电能转化出更多所需的冷量或热量。

  空调压力传感器可实现准确而高可靠性的压力信号输出,给压缩机提供高低压保护,支持风扇可变风量控制与压缩机工作控制,有助于优化空调性能。

  电池是电动车辆热管理系统的唯一动力来源,电动车辆常见的PTC制热方式在寒冷地区将可能极大消耗电池电量,从而严重影响电动车的行驶里程。常规制冷剂热泵系统虽然可以部分解决制热问题,但在-20℃甚至更冷的低温环境中,其制热性能会大幅衰减甚至不能运行。基于此,通过更换制冷剂而使用自然工质冷媒CO2,便成为热泵系统显著提高冬季制热性能的重要解决方案。CO2压力温度集成传感器,实时监控膨胀阀出口压力和温度,控制膨胀阀开度,实现过热度精确计算,并对压缩机提供高压保护,为整车热管理系统的全天候高效运行提供了有力的信号支持。

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