新能源汽车冷却系统方案研究

王 静

(西安汽车职业大学，陕西 西安 710000)

新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外的所有其它能源车辆，主要包括：燃料电池电动汽车、纯电动汽车、油电混合动力汽车、氢发动机汽车和太阳能汽车等等。而在目前汽车市场上，纯电动汽车显然成为了新能源车的领头羊，油电混合动力和燃料电池汽车也占有一定的市场份额。随着技术的不断进步，汽车厂家通过提高续航里程、加大基础设施的投入力度，以及通过技术解决电池的充电速度、充电时间和电池的回收再利用等问题，以使得电池的安全、组成成分等问题得到了一定改善，这样看来，新能源汽车有望成为汽车发展的中坚力量。

但随之而来的一系列问题也逐渐暴露出来：其中最为严重的就属纯电动汽车的冷却问题。它的冷却系统一般要求能耗低、效率高、轻量化、成本低等，而这些要求与传统车辆的冷却系统基本一致，不同的是，纯电动汽车的冷却系统主要针对的是电器部件，而它受温度的影响最为明显，所以对温度的控制要求也会更加严格。与此同时，由于纯电动汽车的动力系统和供电系统的电子部件所能承受的温度较低，整车降噪小，这就使得纯电动汽车对冷却系统的散热性能以及噪音的要求比传统车辆更为严格。所以，开发高效而又可靠的冷却系统，势必将成为纯电动汽车动力系统在效率上进一步提高的关键，这对改善续驶里程也是尤为关键的技术之一。

电动汽车主要的热源有电池、电机和电机控制器等，其总的散热量大概相当于同功率传统汽车的2.5～3倍，而这些热源从工作温度范围来看，有较大的差别。如果要让这些部件的热量及时散去，以便维持部件可靠而稳定的工作，这就必须要有一套体积、质量和尺寸合理的冷却系统。其中动力电池是一辆电动汽车最为核心的部件，它工作电流大，产生的热量大，同时电池包处于一个相对封闭的环境，这样会导致电池的温度快速上升。目前动力电池的散热有主动和被动两种，两者之间在效率上有非常大的差别。被动系统所采取的冷却措施比较简单，所要求的成本也比较低。而主动系统结构相对复杂一些，并且需要更大的附加功率，使它的热管理更加有效。

电动汽车冷却系统主要由电动水泵、散热器、风扇、水管、冷却液等组成。目前纯电动汽车所采用的冷却系统主要分为两部分：一是对动力系统的驱动电机、车辆控制器、DC/DC等部件的冷却，二是对供电系统的动力电池(锂电)以及车载充电器的冷却。而动力电池冷却性能的好坏，直接会影响电池的充电效率，同时也会影响到电池的使用寿命和它的安全问题。

目前主要采用风冷和水冷两种模式。风冷技术是目前新能源动力电池中应用最为广泛的散热技术。冷却用的强制气流可以通过风扇产生，也可以利用汽车行进过程中所产生的迎面风或者电动压缩空气等产生。与其他冷却技术相比，风冷技术相对简单、安全，维护起来也方便。国内产的各种类型的新能源动力电池基本上采用风冷技术，国内技术基本上与国外水平相当，能够在低成本的情况下，达到良好的散热性能。

水冷散热系统主要包括：电子水泵、换热器、电池散热片、PTC加热器、膨胀水箱。该技术是基于液体热交换的冷却技术，比风冷技术效率更高，使得电动汽车电池组内部温度更加均匀，可与车辆的冷却系统整合在一起，与电池壁面之间的热交换系数高，冷却、加热速度快。但是采用水冷技术的系统更复杂，重量大，维修和保养难度大，并且存在漏液的可能。国外对水冷技术研究较早，应用时间也较长，并且随着不断的探索、实践与改进，系统的热交换系数以及冷却加热速度均已达到了较高的水平，并且通过新材料的应用，国外水冷系统的重量也有所减轻。

发展新能源汽车是上百年来汽车动力技术的重大变革，是对汽车工业长足发展的巨大驱动力，在发展的道路上遇到各种困难在所难免，但无论遇到什么样的困难，我们都必须明白，这是汽车工业发展的必经之路。相信随着技术的不断进步，新能源汽车的相关问题将会得到逐一解决，我们将会迎来一个绿色环保的出行环境。