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续驶焦虑、充电焦虑，安全焦虑……电动汽车的诸多焦虑，正在逐渐被一一破解。
12月2日，赛力斯正式发布了全新高端智慧汽车品牌AITO，续驶里程超过1000公里。即将于2022年上市的广汽埃安AION LX Plus、蔚来纯电轿车ET7等新车型的续驶里程均将超过1000公里；而明年上市的上汽智己L7也将推出续驶里程超过1000公里版……
随着“千公里级”新车接踵而至，动力电池热管理技术的演进也在加速。“好马配好鞍，动力电池与热管理技术恰似‘马’与‘鞍’的关系，缺一不可。”山东省电池工业协会顾问谢瑜忠向《中国汽车报》记者表示。
热管理能跟得上吗？
目前上市的电动汽车续驶里程最高达到600公里左右，如果续驶里程达到或超过1000公里，对热管理系统将是一个新的考验。
“一般情况下，热管理系统都是根据动力电池的相关指标设计的，续驶里程1000公里电动汽车的热管理系统当然要升级或改造。”华东汽车新材料技术研究院研究员林澍文向《中国汽车报》记者谈到，目前常用的三元锂电池的适应温度为零下20℃至零上60℃之间，一般工作温度为0℃至零上40℃之间，低于0℃电池性能就会下降，高于极限温度就会发生热失控。所以，热管理系统的作用就是要尽最大努力，把车载电池组的温度控制在最佳工作温度范围内。
“电动汽车的热管理系统按照功能来看，应是既可以升温也可降温。”广东新能源汽车发展研究中心研究员林森告诉《中国汽车报》记者，首先是降温，因为动力电池工作时会发热，热管理系统就要给电池降温。目前主要有两种方式，一是风冷，特点是技术简单、成本低便于维护。但是，车载动力电池组内部各个部位温度并不均衡，因此风冷一般用在热稳定性较好的磷酸铁锂电池上。二是液冷，对续驶里程越来越高、所使用的能量密度越来越高的三元锂电池使用风冷，力度显然不足，需采用液冷，即通过电池组周围管道内的液体来降温，缺点是增加了电池组的体积和成本，以及车身重量。其次是升温，为保持动力电池最佳工作温度，除了降温，还要有升温，包括在冬天或寒冷条件下为电池预热。目前，较多采用的是在电动汽车上安装电加热器，可在需要的时候使电池组周围管道中的冷却液迅速升温，给电池组供暖使其处于最佳性能，这种加热方式成本低廉，但耗电较大。“续驶里程600公里电动汽车的热管理系统一般不适用于1000公里续驶里程电动汽车，很多构造需要重新设计。”他说。
“目前，比亚迪等电动汽车新车型上出现了使用热泵空调作为热管理系统的加热源，相比电加热器可以提高加热效率并减少耗电量。”浙江新能源技术应用研究院研究员陆安程在接受《中国汽车报》记者采访时表示，相比较而言，相同的环境下，热泵的制热效率是电加热器的1.8-2.4倍。但热泵系统仍有技术细节问题尚未彻底解决，目前在低于零下10℃寒冷条件下，一般是用热泵和电加热器共同来提供热量。“现有技术条件下，续驶里程1000公里电动汽车使用的无论是‘高阶三元锂电池’还是半固态电池，都需要重新设计配套的热管理系统。”陆安程表示。
技术路线趋向多样化？
“热管理系统不仅能使电池组始终保持最佳状态，更重要的是在很大程度上也是电动汽车安全的重要保证。”林森表示，在相关技术演进中，谁拥有了更为高效、节能、安全的热管理技术，就掌握了长续驶里程电动汽车的一项关键技术，因此，从车企到相关零部件企业，都在热管理系统技术研发上展开了新的厮杀。
“近来，在热管理系统技术竞争上，比亚迪、蔚来汽车等都推出了自己的专利技术。”林澍文介绍，首先，在比亚迪近日公布的新近获得授权的专利中，就有动力电池热管理系统等相关技术。尽管没有公开详细的技术细节，但比亚迪宋Pro DM-i等新车型续驶里程为1000公里，无疑必须配备相应的热管理系统，而且宋Pro DM-i已经上市，这也意味着相应的热管理系统新产品已经装车使用。其次，蔚来汽车的动力电池热管理技术专利不止一件，其中之一就是散热片技术，已公布的概况显示，蔚来汽车采用的是散热片技术，不仅可解决动力电池发热的问题，还可同时解决线路发热的问题。另外，其使用了一种新的相变材料，可从根上解决电池发热的问题。“热管理系统技术演进的意义还在于，不仅可以解决车载动力电池的问题，还能解决如今越来越多车型上快速充电所带来的动力电池发热问题。”他表示。
“随着电动汽车续驶里程越来越高，相应的热管理系统的技术路线正在呈现多样化趋势。”陆安程表示，多种多样的热管理系统设计，也是为了适应不同的电动汽车的实际应用，其一，是纯电动汽车，如埃安AION LX Plus、蔚来ET7等新车型，续驶里程均超过1000公里，热管理系统将有新设计呈现其中；其二，是比亚迪宋Pro DM-i、赛力斯高端智慧汽车品牌AITO，续驶里程也超过1000公里。与纯电动汽车不同的是，其中，比亚迪宋Pro DM-i使用的是“先用电、后用油”的插电式混合模式，而赛力斯高端智慧汽车品牌AITO则是“增程式”，始终是电驱动，即使是车载电池耗尽后，也是用燃油发电为电机提供电力，操控上更像是纯电动汽车。对于插电式和增程式，其热管理系统也有不同。
发展趋势将会如何？
“动力电池热管理系统的优劣好坏直接影响电动汽车的安全，稳定及能耗等指标。”林澍文表示，当今动力电池热管理技术主要以液冷、风冷等技术为主，但发展趋势是将可能出现新材料、新架构、新技术来使热管理系统更强大，且节能低耗高效。他举例说，特斯拉日前发布了一件关于热泵系统的新专利，可能将率先应用于Model Y上。该技术在设计中取消了传统电加热器，将一个体积更小、起辅助作用的低压电加热装置集成在热泵空调中，再结合动力电池系统、功率电子驱动系统和整车的系统回路整合在一起，建立了一套模块化系统。这一做法改变了软件和硬件的关系，也改变了不同系统设计的协同新理念，但这还不能被很多车企同行所理解。
“未来电动汽车动力电池热管理系统的也会出现新的发展趋势，”林森表示，一是智能化，热管理系统将与智能座舱结合，为用户带来更智能、舒适的体验，如自动调节最适宜的座舱环境温度等。二是支持快充和超充，充电难、充电慢是目前影响电动汽车用户体验的两大痛点，比如特斯拉加超充桩，需要迅速带走电池热量，这也需要动力电池热管理系统来协助完成。三是电池热管理系统效能优化，包括电加热器、热泵空调、电机激励加热等方式都将得到优化，如电机激励加热是电机静止时通过电机线圈和电池组成回路对电池加热，现在的改进技术，可以使加热速度达到每分钟提升8℃。
“就现有技术来看，追求更高续驶里程的动力电池并且做到减重降本增效渐成趋势，与之相应，热管理技术也将不断作出适应性的技术演进，呈现‘水涨船高’之势。”陆安程表示。
文：赵建国编辑：李沛洋版式：刘晓烨
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