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    • Part 1、整車熱管理系統(tǒng)組成
    • Part 2、熱管理系統(tǒng)工作模式 
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比亞迪海豚的熱泵和熱管理系統(tǒng)

2022/05/20
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在熱管理領域,目前比亞迪在海豚E3.0上做了嘗試,做了集成的熱泵技術;在刀片電池上面,也是和PHEV電池一樣,采用了直冷直熱技術(刀片電池上覆蓋直冷直熱板),以冷媒取代了傳統(tǒng)的冷卻液,直接對電池進行冷和加熱(預留薄膜加熱)。

從設計思路上,這套熱管理系統(tǒng)類似特斯拉集成化的閥島方案,對冷媒回路大規(guī)模集成,閥島結構把制冷劑回路大部分控制組件進行了集成,分成了電動壓縮機、前端模塊、熱管理集成模塊和車內(nèi)冷凝器和蒸發(fā)器三大塊,通過和電驅動系統(tǒng)進行軟件控制。

備注:這個電池的尺寸是比較大的。

▲圖1.比亞迪海豚熱管理系統(tǒng)的概覽

Part 1、整車熱管理系統(tǒng)組成

從組成上看,這套系統(tǒng)主要包括電池直冷制冷(內(nèi)部直冷板)、電驅動散熱(電機散熱器),所以整套系統(tǒng)圍繞制冷劑系統(tǒng)、冷卻液系統(tǒng)和冷卻液回路排氣管。

▲圖2.整車熱管理系統(tǒng)零部件框圖

制冷劑架構復雜,電池直冷、直熱,系統(tǒng)中有6個電磁閥和3個電子膨脹閥。如下圖所示,這個集成的閥體主要包括電池加熱、電池冷卻、空氣換熱、水源換熱、空調采暖、空調制冷,膨脹閥為7-9。

▲圖3.熱管理集成模塊,把各種電磁閥都集成在一起了

Part 2、熱管理系統(tǒng)工作模式 

●空調采暖

采暖電子膨脹閥開啟工作,空調采暖電磁閥打開,包含低溫行駛和怠速工況。乘員艙有采暖需求,熱泵空調系統(tǒng)開啟電動壓縮機,吸收高壓系統(tǒng)余熱進行冷媒直接采暖,可開啟HVAC總成的PTC風加熱器。

▲圖4.熱泵采暖工作原理圖

●電池加熱

電池是很重要的一部分,比亞迪采用的是熱泵空調壓縮機及高壓系統(tǒng)發(fā)熱對電池包進行冷媒直接加熱,在低溫行駛和怠速兩種工況。

▲圖5.電池加熱工作原理圖

●熱泵系統(tǒng)空調采暖及電池加熱

同時需要給乘員艙采暖和電池加熱,熱泵空調系統(tǒng)開啟電動壓縮機,吸收高壓系統(tǒng)余熱進行冷媒直接采暖和電池加熱,必要時可以開啟HVAC總成的PTC風加熱器。

備注:電池電子膨脹閥和采暖電子膨脹閥開啟工作,電池加熱電磁閥和空調采暖電磁閥打開。

▲圖6.熱泵采暖及電池加熱同開工作原理

●電池冷卻(快充工況)

大功率充電,為使電池處于最佳的充電工作狀態(tài),防止充電時電池溫度過高,限制其充電功率,利用熱泵空調系統(tǒng)對電池包進行冷媒直接冷卻。

備注:電池電子膨脹閥開啟工作,電池冷卻電磁閥和空調制冷電磁閥打開。

▲圖7.電池冷卻工作原理圖

●空調制冷和電池冷卻(充電、怠速和行駛工況)

同時有乘員艙制冷及電池冷卻需求,為保證乘員艙制冷及電池包的充電工作狀態(tài),防止充電時電池溫度過高,限制其充電功率,利用熱泵空調系統(tǒng)對電池包及成員艙進行冷媒直接冷卻。

備注:電池電子膨脹閥和制冷電子膨脹閥開啟工作,電池冷卻電磁閥和空調制冷電磁閥打開。

▲圖8.空調制冷及電池冷卻同開工作原理圖 

●空調加熱+電池冷卻(充電和行駛工況)

同時有乘員艙制冷及電池冷卻需求,為保證乘員艙制冷及電池包的充電工作狀態(tài),防止充電時電池溫度過高,限制其充電功率,利用熱泵空調系統(tǒng)對電池包及成員艙進行冷媒直接冷卻。

備注:電池電子膨脹閥開啟工作,采暖電磁閥和電池冷卻電磁閥打開。

▲圖9.空調采暖、電池冷卻工作原理圖

小結:

總體來看,這一波熱泵集成化,主要把需求軟件化,在不同A0-B平臺上不同的制冷需求,特別是電池不一樣,電驅動系統(tǒng)不一樣,乘客艙采暖和制冷需求量不一樣,要把這套系統(tǒng)玩得轉需要大量的軟件開發(fā)和調試。

比亞迪

比亞迪

比亞迪是一家致力于“用技術創(chuàng)新,滿足人們對美好生活的向往”的高新技術企業(yè)。比亞迪成立于1995年2月,經(jīng)過20多年的高速發(fā)展,已在全球設立30多個工業(yè)園,實現(xiàn)全球六大洲的戰(zhàn)略布局。比亞迪業(yè)務布局涵蓋電子、汽車、新能源和軌道交通等領域,并在這些領域發(fā)揮著舉足輕重的作用,從能源的獲取、存儲,再到應用,全方位構建零排放的新能源整體解決方案, 比亞迪是香港和深圳上市公司,營業(yè)額和總市值均超過千億元。

比亞迪是一家致力于“用技術創(chuàng)新,滿足人們對美好生活的向往”的高新技術企業(yè)。比亞迪成立于1995年2月,經(jīng)過20多年的高速發(fā)展,已在全球設立30多個工業(yè)園,實現(xiàn)全球六大洲的戰(zhàn)略布局。比亞迪業(yè)務布局涵蓋電子、汽車、新能源和軌道交通等領域,并在這些領域發(fā)揮著舉足輕重的作用,從能源的獲取、存儲,再到應用,全方位構建零排放的新能源整體解決方案, 比亞迪是香港和深圳上市公司,營業(yè)額和總市值均超過千億元。收起

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筆者 朱玉龍,一名汽車行業(yè)的工程師,2008年入行,做的是讓人看不透的新能源汽車行業(yè)。我學的是測試和電路,從汽車電子硬件開始起步,現(xiàn)在在做子系統(tǒng)和產(chǎn)品方面的工作。汽車產(chǎn)業(yè)雖然已經(jīng)被人視為夕陽產(chǎn)業(yè),不過我相信未來衣食住行中的行,汽車仍是實現(xiàn)個人自由的不二工具,愿在汽車電子電氣的工程方面耕耘和努力,更愿與同行和感興趣的朋友分享見解。