【摘要】苹果公司行动电子高科技财产的龙头企业，起初渐渐珍重电动汽车财产的成长，从专利申请上提进步行财产组织。热管制体系是影响整车崎岖温本能目标的症结技

【摘要】苹果公司行动电子高科技财产的龙头企业，起初渐渐珍重电动汽车财产的成长，从专利申请上提进步行财产组织。热管制体系是影响整车崎岖温本能目标的症结本事，本文以苹果电动汽车热管制体系专利为本原，对其热管制体系拓扑构造和特点使命形式实行了解，为电动汽车热管制体系打算供给参考。

跟着人们生涯秤谌的抬高，处境回护认识的巩固，零排放无污染的电动汽车迎来了郁勃成长的时机，越来越众的厂家起初珍重电动汽车财产的成长。除了古板汽车品牌，墟市上也展现了一批又一批的制车新权力，此中不乏少许深耕于电子高科技财产众年的国际知名品牌，也提前对电动汽车财产实行提前组织。

充电速率和续驶里程是影响电动汽车墟市承认度的2个症结因素。跟着速充本事和电池能量密度的晋升，常温工况下的用户操纵里程焦急心境获得缓解。而电动汽车热管制体系，是进一步改良整车崎岖温本能的症结。看待电动汽车而言，热管制体系不光影响乘用车驾乘安逸性，并且也扳连到安宁性和能耗题目。何如达成电动汽车实质处境下的续驶里程和安逸性之间的均衡，是电动汽车热管制体系打算急需治理的题目。本文以苹果电动汽车热管制体系专利为本原，对其电动汽车热管制体系本事新思绪实行了解，为电动汽车热管制体系打算供给参考。

苹果电动汽车热管制体系包含1 个制冷剂回道、加热回道、冷却回道、电池回道和电机回道。每1个回道都包蕴1个热换取器与其他子体系回道实行耦合，达成加热和冷却的主意(图1)。

制冷剂回道采用模块化、独立式体系打算，可封装为1 个组件，与其他车型实行集成，其冷媒采用R744（CO2）工质，可正在-30 ℃处境温度下平静运转。正在构造陈设上，相看待古板空调回道，其没有采用独自的外置空调冷凝器，仅通过气液热换取器（Liquid Cooled Gas Cooler, LCGC）和冷媒-水热换取器（Chiller）分手达成与加热回道和冷却回道之间的热量通报。

通过三通阀的驾御，加热回道可与制冷剂回道经由气液热换取器（LCGC）实行热量通报。按照必要可从冷媒自回道吸取热量用于乘员舱加热，或把众余的热量经由加热回道的低温散热器通报到外界处境。同时，加热回道上也加装了电加热器，正在回道加热功率不够时，可采用电能对回道实行加热。

冷却回道要紧用于乘员舱、电池回道和电机回道的冷却，借助于Chiller，通过冷媒的相变吸热进程，把冷却回道的热量变化到制冷剂回道。

电池回道通过2个热换取器分手与加热回道和冷却回道实行耦合，可达成电池回道的加热或冷却。引入四通阀驾御，可对电池回道的差别热管制形式实行驾御。

电机回道与冷却回道经由热换取器，可达成热量通报进程，通过引入四通阀驾御，可达成电机回道的低温散热器冷却和冷却回道冷却2种冷却方法的伶俐驾御。

当处境温度较高，乘员舱有制冷需求，热管制体系进入空调制冷形式，为乘员舱实行制冷，其使命进程如图2所示。

制冷剂回道中的压缩机对空调冷媒实行压缩，通过气液热换取器（LCGC）把热量通报到加热回道，通过调剂加热回道的三通阀开启形态，把制冷剂回道中的热量通报到低温散热器，与外界处境实行散热。经气液热换取器（LCGC）冷却后的气态空调冷媒，相变为高压液态工质，经由膨胀阀实行膨胀减压，空调冷媒变为气液两相态，正在冷媒-水热换取器（Chiller）内实行蒸发吸热，对冷却回道实行制冷。冷却回道通过冷却芯体，对乘员舱实行制冷。

该制冷方法，差别于古板蒸发器制冷方法，通过冷却回道的工质轮回，达成空调体系对乘员舱间接制冷的主意，其具有制冷反应速率慢的舛误，但可避免冷媒工质正在乘员舱的宣泄危险。

当处境温度较低，乘员舱有采暖需求，热管制体系进入热泵采暖形式，为乘员舱实行加热，其使命进程如图3所示。

制冷剂回道中的压缩机对空调冷媒实行压缩，通过气液热换取器（LCGC）把热量通报到加热回道，通过调剂加热回道的三通阀开启形态，把制冷剂回道中的热量通报到加热回道。经气液热换取器（LCGC）冷却后的气态空调冷媒，相变为高压液态工质，经由膨胀阀实行减压，空调冷媒变为气液两相态，正在冷媒-水热换取器（Chiller）内实行蒸发吸热，达成冷却回道中的热量向加热回道中变化的主意。加热回道通过加热芯体，对乘员舱实行制热。

假使处境温度较低，冷却回道没有足够的热量，制冷剂回道无法获得足够的热量用于乘员舱加热，则启用加热回道的电加热器，采用电能为加热回道实行加热，通过流经暖风芯体的液态工质轮回，达成对乘员舱的加热进程。

正在处境温度较低，整车冷启动工况下，电机本体温度突出必定值，电机水泵开启，同时调剂电机回道的四通阀开启形态，驾御电机回道冷却液活动目标，对电机回道的低温散热器和冷却回道实行旁通，通过电机回道各部件本身的发烧量为电机回道实行加热，与其他回道无热量交互，电机回道温度可疾速升高到符合的使命温度，如图4所示。

当电机温度较高，电机有冷却需求，电机回道通过调剂四通阀的开启形态，驾御冷却液流经低温散热器，对电机回道实行冷却，如图5所示。

别的，四通阀的驾御可达成差别出口的流量驾御，通过驾御流经散热器和旁通散热器的流量，可扩大对电机回道的温度驾御维度。

图6所示为，当处境温度较低，乘员舱或动力电池有加热需求，通过调剂电机回道的四通阀开启形态，把电机回道冷却液引入到与冷却回道相耦合的热换取器（Heat Exchanger,HXR），把电机回道的热量通报到冷却回道。冷却回道通过冷媒-水热换取器（Chiller）与制冷剂回道达成热量耦合，把冷却回道中的热量行动制冷剂回道的热源，通过制冷剂回道的轮回相变进程，最终把热量进程气液热换取器（LCGC）变化到加热回道。按照必要，加热回道可对乘员舱或电池回道实行加热。

必要指出，当电机回道有冷却需求时，可通过电机回道四通阀驾御一部门流量，流经电机散热器，达成电机回道的众余热量向外界处境散热的主意。当电机回道无冷却需求时，电机回道也必要进入热泵散热形式，优先对乘员舱或电池实行加热，达成热泵轮回进程，假使电机回道冷却液温度低于处境温度，可驾御部门冷却液流经电机散热器，此时散热器可达成对电机冷却液的加热感化，达成外界处境的热量向制冷剂回道的变化，必定水平上添补了制冷剂回道无法通过外置冷凝器从外界处境吸热的功效缺陷。

当电池没有冷却需乞降加热需讨情况下，假使电池温度不屈均，最大温差突出必定畛域，或电池最大温度突出必定畛域，电池水泵开启，同时通过调剂电池回道的四通阀开启形态，驾御电池回道冷却液活动目标，不流经与加热回道和冷却回道相耦合的热换取器，与加热回道和冷却回道无热量交互，达成电池回道自轮回，如图7所示。

当处境温度较低，电池体系处于低温形态，其充放电功率受到局部，影响整车本能。为了保障电池体系可以疾速的进入平常使命形态，电池体系发出加热央浼，电池进入加热形式，如图8所示。

正在该形式下，电池回道水泵开启，调剂电池回道四通阀开启形态，把电池冷却液引入到与加热回道相耦合的热换取器，电池回道通过热换取器与加热回道实行热换取，为了节减电量打发，可采用制冷剂回道通过气液热换取器（LCGC）对加热回道实行加热，把热量间接通报到电池回道，制冷剂回道可采用外界处境或电机回道行动热源，达成热量的变化。假使不行知足电池体系加热功率需求，则采用加热回道中的电加热器对冷却液实行加热，通过热换取器把热量通报到电池回道。

当动力电池温度较高，为了保障动力电池的操纵寿命和牢靠性，电池体系发出冷却央浼，电池回道进入冷却形式，如图9所示。

正在该形式下，电池回道水泵开启，调剂电池回道四通阀开启形态，把电池冷却液引入到与冷却回道相耦合的热换取器，电池回道通过热换取器与冷却回道实行热换取，把电池回道的众余热量变化到冷却回道。

当处境温度较低，电机回道温度低于电池回道温度必定值，同时乘员舱无制冷需求，为了节减电量打发，可通过冷却回道与电机回道相耦合的热换取器，把冷却回道的热量变化到电机回道，间接达成电机回道为电池回道冷却的主意。

当处境温度高于必定值，或者乘员舱有制冷需求的景况下，冷却回道通过冷媒-水热换取器（Chiller）与制冷剂回道实行热换取，制冷剂回道把冷却回道的热量通过散热器变化到外界处境，间接达成制冷剂回道对电池回道的冷却。

必要稀奇注解的是，以上空调体系、电机体系和电池体系的使命形式，仅是楷模的热管制使命形式，各形式并非齐全彼此独立，按照所处处境和整车运转工况，或者必要差别的使命形式或组合，的确采用何种热管制使命形式必要按照整车实质运转工况而定。

针对苹果电动汽车热管制体系，遵守总成和热管制需求上，把全数热管制体系分成制冷剂回道、加热回道、冷却回道、电机回道和电池回道。此中电机回道和电池回道属于总成回道，发出热管制央浼；制冷剂回道、加热回道和冷却回道属于热管制需求回道，其主意是知足总成的热管制央浼。

按照差别热管制体系使命形式了解，可对苹果电动汽车热管制体系5 个回道之间的彼此相闭实行汇总，如图10所示。

采用R744 行动冷媒工质的制冷剂回道，通过气液热换取器（LCGC）和冷媒-水热换取器（Chiller）分手与加热回道和冷却回道实行直接交互，达成热量通报进程。加热回道和冷却回道上分手陈设加热芯体和冷却芯体，达成乘员舱的制冷和采暖主意。电池回道与加热回道和冷却回道通过热换取器（HXR）实行直接交互，知足电池体系的加热和冷却需求。电机回道与冷却回道通过热换取器（HXR）实行直接交互，以知足电机回道的冷却需求。

别的，电机回道的热量可借助众个热换取器，通过冷却回道-制冷剂回道-加热回道-电池回道的道途，达成向电池回道的热量变化，为低温处境下的电池实行加热。同时，电池回道的热量，正在某些特定工况下，可通过冷却回道-电机回道的道途变化到电机回道，达成电机回道对电池回道的被动冷却进程。

（1）苹果起初渐渐珍重电动汽车财产的成长，从专利前进行电动汽车财产的提前组织，正在热管制体系打算上提出新的思绪。

（2）苹果热管制体系，遵守总成和热管制需求，把全数热管制体系分成5个热管制回道，各回道之间通过热换取器实行交互，可对各回道之间的热量实行均衡。

（3）苹果热管制体系，正在构造上达成各回道之间的彼此独立，便于热管制体系模块化打算，利便热管制体系正在整车拼装进程中实行提前装置和集成。

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