电动汽车电源系统用换热器

『壹』 新能源汽车的空调制冷剂系统跟普通车一样吗

汽油车开启空调后，百公里的油耗会增加1-2L，在怠速情况下开空调的油耗为1-2L/h；而电动汽车的是电池组分别对空调系统和动力系统供电，并不会增加电动机的负担，无论以任何速度行驶，空调每小时的耗电量都是1.62kwh。同样在静止情况下开空调1小时，电动汽车比汽油车省5-10元左右。

空调，费电是不争的事实。这里咱们得跟实际生活联系起来，带入到实际情境中更有意义：如果上下班来回总路程是50km，按照北京这路况，基本得开2个小时左右，这期间咱们使用空调的时间起码1个小时，这就要求电动车主每天得为空调富余出4%左右的电量，即10公里以上的续航里程，占到了总路程的20%！这意味着原本满电能开5-6天的电动车，使用空调的话就只能开4-5天了！我们还是建议电动车主合理使用空调，尤其是续航衰减明显的冬天!

电动汽车空调耗电吗：制冷系统

燃油汽车空调系统的暖风热源主要由发动机冷却液提供，而电动汽车的暖风系统与之不同。电动汽车空调系统暖风常见的方案如下：

①热泵。由传动带驱动的直流无刷电动机的电动汽车热泵式空调系统工作原理如图所示。空调系统的制冷/制热模式由四通换向阀转换，实线箭头表示制冷工况，虚线箭头表示制热工况。从原理上讲，该系统与普通的热泵空调并无区别，但是用于电动汽车上，其专门开发了双工作腔滑片压缩机、直流无刷电动机和逆变器控制系统。在热泵工况下，系统从融霜模式转为制热模式时，风道内换热器上的冷凝水将迅速蒸发，在风窗玻璃上结霜，影响驾驶的安全性。

②PTC电加热器。PTC电加热器是采用PTC热敏电阻元件为发热源的一种加热器。PTC热敏电阻通常是用半导体材料制成的，它的电阻随湿度变化而急剧变化，当外界温度降低，PTC电阻值随之减小，发热量反而会相应增加。按材质可以分为陶瓷PTC热敏电阻和有机高分子PTC热敏电阻。用于空调辅助电加热器的是陶瓷PTC热敏电阻。PTC热敏电阻元件因具有随环境温度高低的变化，其电阻值随之增加或减小的变化特性，所以PTC加热器具有节能、恒温、安全和使用寿命长等特点。

『贰』 动力电池是电动汽车的核心 那么如何给电动汽车动力电池散热

动力电池是电动汽车的核心，耐高温和防水及受得冻。电动汽车出现车开不动，第一时间会想到“核心”（电池）出了问题，那在夏天高温天气下，动力电池能够受得了这高温吗？
如何给电动汽车动力电池散热？动力电池工作电流大，产热量大，同时电池包处于一个相对封闭的环境，就会导致电池的温度上升。这是因为锂电池中的电解质，电解质在锂电池内部起电荷传导作用，没有电解质的电池是无法充放电的电池。
锂电池大部分是易燃、易挥发的非水溶液组成，这个组成体系相比水溶液电解质组成的电池有更高的比能量和电压输出，符合用户更高的能量需求。因为非水溶液电解质本身易燃、易挥发，浸润在电池内部，也形成了电池的燃烧根源。
因此上述两种电池材料的工作温度都不得高于60℃，但现在室外温度已接近40℃，同时电池本身产热量大，将导致电池的工作环境温度上升，而如果出现热失控，情况将十分危险了。为了避免变成“烧烤”，给电池散热就尤为重要了。
动力电池的电池包散热有主动和被动两种，两者之间在效率上有很大的差别。被动系统所要求的成本比较低，采取的措施也较简单。主动系统结构相对复杂一些，且需要更大的附加功率，但它的热管理更加有效。不同导热界面材料的传热介质的散热效果不同，空冷和液冷各有优劣。
采用气体（空气）作为导热绝缘材料传热介质的主要优点有：结构简单，质量轻，有害气体产生时能有效通风，成本较低；不足之处在于：与电池壁面之间换热系数低，冷却速度慢，效率低。目前应用较多。采用液体作为传热介质的主要优点有：
与电池壁面之间换热系数高，冷却速度快；不足之处在于：密封性要求高，质量相对较大，维修和保养复杂，需要水套、换热器等部件，结构相对复杂。在实际的电动大巴应用中，由于电池组容量大、体积大，相对来讲功率密度比较低，因此多采用风冷方案。而对于普通乘用车的电池组，其功率密度则要高得多。相应的，它对散热的要求也会更高，所以水冷的方案也更加普遍。
不同的电池包结构传感器会根据测温点和需求来定。温度传感器会被放置在最具代表性、温度变化幅度最大的位置，例如空气的进出口位置以及电池包的中间区域。特别是最高温和最低温处，以及电池包中心热量累积较厉害的区域。这样有助于将电池的温度控制在一个相对安全的环境，避免过热和过冷对电池造成危险。

『叁』 纯电动汽车怎样解决冷暖空调问题

早期的电动汽车由于受到蓄电池的能力，为了增加续行，大部分电动汽车都没有安装空调。现阶段，国内汽车厂家就从传统燃油汽车空调的基础上进行部分替换设计，将燃油发动机带动的压缩机替换成直流电机直接驱动的压缩机，控制上相应改变，来完成空调制冷的功能，目前替换设计效果基本能解决电动汽车空调的制冷问题，但制冷效率有待提高，。由于没有燃油发动机产生的余热，制热功能国内厂家目前主要采用PTC加热和电热管加热，这些加热模式虽能满足制热效果，但这些加热模式都是硬消耗电动汽车上的蓄电池电能，制热效率相对较低，影响电动汽车的续行里程。在空调的主要零部件选用上，目前国内的电动汽车除了压缩机和控制模式，其他主要零部件还是沿用燃油汽车空调的零部件，冷凝设备主要用的是平行流冷凝器，蒸发设备主要用的是层叠式蒸发器，节流装置仍然是热力膨胀阀，制冷剂仍然是R134a。
国外电动汽车空调发展相对国内来说较成熟，热泵型空调系统，其在热泵系统的风道中采用了车内冷凝器和蒸发器的结构。（日本电装公司也为电动车开发了一套CO2热泵空调系统，系统也采用了在风道内设置2个换热器的方案，与R134a系统不同的是当系统为制冷模式时，制冷剂同时流经内部冷凝器和外部冷凝器。 为了减少空调对蓄电池的电能消耗，美国Amerigon公司开发了空调座椅，这种空调座椅上装有热电热泵，热电热泵的作用就是通过需要调温的空间之外的水箱转移热量，从而实现需要调温的空间制冷或制热。这种空调座椅除了节能还可以改善驾驶、乘坐的舒适性，在电动汽车上配套使用比较适合）。
目前电动汽车空调可采用热电（偶）空调系统和电动热泵型空调系统。
至于效果，你就得在实物上试试才知道了。

『肆』 电动汽车如何“抛弃”PTC特斯拉做得最绝

前两天有时间仔细查了一下ModelY的信息，目前看下来100米的线束肯定是做不到了，但是在热泵和PTC上的使用上，还是非常有特点的。目前看下来，特斯拉在热管理系统上面，出现了之前驱动系统、充电系统方面相似的协调性，通过调度整车的客舱加热/散热需求、电池的加热/散热需求和驱动系统的散热需求，充分利用了空调压缩机和电机/逆变器的特性，达到了省掉水热式PTC和高压电热式PTC的效果。

第一部分?热泵系统的限制

目前所有的新能源车空调系统中主要包含制冷功能和加热功能，制冷基本都采用电动压缩制冷方式，制热方案主要包括PTC（液体/空气）和热泵系统。热泵是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置，把蒸发器和冷凝器功能互相对换，改变热量转移方向。热泵系统的类型主要有直接式热泵空调系统、间接式热泵空调系统和补气增焓直接式热泵空调系统等。低温的使用限制一个是室外换热器结霜，另外是COP制热能效比是和环境温度强相关的（空调将制冷/热循环中产生的制冷/热量与制冷/热所消耗的功率之比）。行业内的方向是制冷剂的改变和辅助的措施，如下图所示。

图7在几种模式下，压缩机变身为加热器

小结：

我觉得从好几个方面，特斯拉改变了软件和硬件的关系，改变了车企和供应商的关系，改变了车企内部不同的系统设计的协同的概念，而这种新的组织方式是短期内传统车企很难跟上的。

作者简介：朱玉龙，资深电动汽车三电系统和汽车电子工程师，著有《汽车电子硬件设计》。

图｜朱玉龙网络及相关截图

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

『伍』 电动汽车如何取暖

可以使用太阳能换热器。家里的太阳能热水器，在天气好的时候，即便冬天，也能给晒到60度以上，所以，在车顶设置配置有辅助电加热的太阳能集热器，将管路引致车内，不断循环，可以解决车内的采暖问题。
早上出发前，可以利用充电桩对采暖水进行加热，不消耗储备电能。如果跑长途，则途中大部分时间都在阳光下，不断的吸取热量，可以完全靠太阳能取暖。而如果仅开十几分钟到公司上班，放在露天停车场持续吸取太阳的热量，可确保下班时车内是暖暖的。
若天气不好，则启动辅助电加热。这个采暖管路最好能在放置水杯的位置多走几圈，这样，水杯放进去就如同放入了保温箱，随时都是暖暖的。

『陆』 电动汽车咋取暖啊

电动汽车可以依靠空调暖风、座椅加热、方向盘加热功能等方法。

想从根本上解决冬季电动车的“取暖”问题似乎很难，但适当缓解还是有方法的。比如越来越多的电动车都增加了座椅加热甚至方向盘加热功能，在取暖方面的电耗要远低于热风空调，算是一个最佳的“曲线救国”方法。

同时在充电站充电时尽可能是用“最高档热风”来提高车内温度，然后再打开空调暖风内循环，尽可能在充电状态下就能够将车内温度提高，从而能够缓解一些在短途出行中的取暖问题。

(6)电动汽车电源系统用换热器扩展阅读

电动车取暖时暖风空调会影响其冬季续航使用，虽然热泵空调技术相比PTC技术而言会相对节能一些，但目前因为其普及度不高，且治标不治本。

PTC空调原理就是一个“热得快”，通过给电阻丝加热来获得暖气，所以如果将空调温度设置低一些，也会降低暖风空调的电耗。

使用更低的暖风温度（例如20°摄氏度-23°摄氏度），然后提高风量档位，能够对整车续航起到帮助，同时也保证了车内的整体温度。

捷豹I-PACE电动车就拥有一项专利，通过利用收集车辆内部的控制系统芯片、PCB电路板以及其他发热器件的温度来为车辆内部供暖，大幅度解决了暖风空调对于续航的影响。

『柒』 汽车空调系统的换热器是什么类型的

汽车空调的换热器一般有三类： 1. 蒸发器： 层叠式最为普遍，平行流也开始普遍使用，管带式在逐步减少，管片式用于客车、冷藏、工程机械等特殊场合。 2.冷凝器：平行流最普遍，管带式逐步减少，管片式用于客车等特殊场合。 3.暖风芯体：扁管翅片式普遍，管片式也有。

『捌』 汽车上的热交换器有那些

换热器中流体的相对于流向一般有顺流和倒流两种。顺流时，入口处两流体的温差最大，并沿传热表面逐渐减小，至出口处温差为最小。倒流时，沿传热表面两流体的温差漫衍较匀称。在冷、暖流体的进出口温度一定的条件下，当两种流体都无相变时，以倒流的平均温差最大顺流最小。
在完成同样传热量的条件下，接纳倒流可以使平均温差增大，换热器的传热平面或物体表面的大减小；若传热平面或物体表面的大不变，接纳倒流时可以使加热或冷却流体的耗损量降低。前者可节流装备费，后者可节流操作费，故在预设或生产施用中应尽量接纳倒流换热。
当冷、暖流体二者或此中一种有物相变化(沸腾或冷凝)时，因为相变时只放出或吸收汽化潜热，流体本身的温度并没有变化，因此流体的进出口温度相等，这时两流体的温差就与流体的流向选择无close。除顺流和倒流这两种流向外，另有错流和折流等流向。
在传热过程当中，降低间壁式换热器中的热阻，以提高传热系数是一个重要的问题。热阻首要来历于间壁双侧粘滞于传热面上的流体薄层(称为界限层)，和换热器施用中在壁双侧形成的污痕层，金属壁的热阻相对于较小。
增加流体的流速和扰动性，可减薄界限层，降低热阻提高给热系数。但增加流体流速会使能量耗损增加，故预设时应在减小热阻和降能力低下耗之间作合理的协调。为了降低污痕的热阻，可想法延缓污痕的形成，并按期洗濯传热面。

『玖』 纯电动车上有了TA 就可以大胆的开暖气了

在众多车企因疫情原因损失惨重的2月份里，特斯拉Model3却以破万的销量成绩荣登了新能源车销量榜的冠军，而不久之后也将国产的特斯拉ModelY不仅继承了特斯拉Model3的优点，还将拥有更大的车内空间、更好的乘坐舒适性，并且还首次搭载了特斯拉最新的专利技术---热泵空调。

除此之外，特斯拉还设计了一种更加复杂的八通换向阀，相比其它车型上普遍采用的四通换向阀能够获得更多热量。

举例来说，特斯拉在低温环境下，可能只需要在车辆刚刚启动时采用PTC板制热，等到车辆运行之后基本就不需要PTC板制热了，此时热泵会自动从电机、电控、电池包等主要产热部件摄取热量输送到乘员舱。

这套系统说起来简单，但要实现起来其实非常复杂。这需要电脑极其精确的控制，在不同的外部环境和工况下，判断PTC板与热泵什么时候同时工作、什么时候独立工作、在不同的工作模式下需要通过哪些管道来导热等等。

总而言之，特斯拉就是通过自己强大的技术整合更多原本无法获取的热源，包括驱动系统运行、电池放电时本身产生的一定热量，尽量减少需要使用PTC板来辅助制热的工况。

●写在最后

作为现阶段为数不多的能够降低能耗、提升续航的手段，相信未来会有更多新的纯电动车会选择搭载热泵空调系统，而有了特斯拉的前车之鉴，越来越多的车企也将会对热泵空调系统的硬件和软件进行不断的优化。希望在不久的将来，纯电动车的用户们不会再为了续航在寒冷的冬天强忍着不开暖气。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

『拾』 汽车上热交换器的作用及结构。求详解

换热器中流体的相对于流向一般有顺流和倒流两种。顺流时，入口处两流体的温差最大，并沿传热表面逐渐减小，至出口处温差为最小。倒流时，沿传热表面两流体的温差漫衍较匀称。在冷、暖流体的进出口温度一定的条件下，当两种流体都无相变时，以倒流的平均温差最大顺流最小。

在完成同样传热量的条件下，接纳倒流可以使平均温差增大，换热器的传热平面或物体表面的大减小；若传热平面或物体表面的大不变，接纳倒流时可以使加热或冷却流体的耗损量降低。前者可节流装备费，后者可节流操作费，故在预设或生产施用中应尽量接纳倒流换热。

当冷、暖流体二者或此中一种有物相变化(沸腾或冷凝)时，因为相变时只放出或吸收汽化潜热，流体本身的温度并没有变化，因此流体的进出口温度相等，这时两流体的温差就与流体的流向选择无close。除顺流和倒流这两种流向外，另有错流和折流等流向。

在传热过程当中，降低间壁式换热器中的热阻，以提高传热系数是一个重要的问题。热阻首要来历于间壁双侧粘滞于传热面上的流体薄层(称为界限层)，和换热器施用中在壁双侧形成的污痕层，金属壁的热阻相对于较小。

增加流体的流速和扰动性，可减薄界限层，降低热阻提高给热系数。但增加流体流速会使能量耗损增加，故预设时应在减小热阻和降能力低下耗之间作合理的协调。为了降低污痕的热阻，可想法延缓污痕的形成，并按期洗濯传热面。