即使动力电池组长年华处事正在比力卑劣的热境遇中，会形成随地温度不服均，影响动力电池单体的同等性，从而下降动力电池充放电幅环效力，影响动力电池的功率和能量阐扬。要紧时还将导致热失控，影响体系安静性与牢靠性。形成上述题目的泉源正在于目前动力电池重要以锂离子动力电池为主锂离子动力电池自身的电化学性子所决计的最佳处事温度限制正在25~35℃之间，如图1所示。即使正在利用进程中能将动力电池温度太平限定正在该温度限制内，则上述题目将取得有用刷新。为了使动力电池组阐扬最佳的机能，同时延迟电池寿命，使动力电池处事温度维持正在高效区间，现在纯电动汽车常睹的处分计划是正在原有车型空调体系根源上填补动力电池制冷和制热回途，完毕动力电池的加热和制冷，这便是动力电池热处理体系。它通过将空调的冷源和热源举办合理分拨，优化搭客舱和动力电池的温控战术，将动力电池包温度限定正在合理限制内，同时也担保搭客舱的制冷制热机能需求。恰是因为热处理体系可能处分纯电动汽车动力电池热失控、高温充放电迂缓、低温无法启动等用户痛点题目，其正在纯电动汽车墟市上被越来越众的车型采用。对付汽车工程师而言，优化填补热处理体系的安排计划，使其机能、牢靠性、本钱及维修容易性到达最优，成为探索的核心目标。与未摆设动力电池热处理体系的纯电动汽车的机舱比拟，填补动力电池热处理体系后，机舱内又新增了板式换热器、三通水阀、电子膨胀阀、电磁截止阀及冷却液和制冷剂管途等合联零件，让本就紧凑的机舱空间，加倍狭隘。于是，正在举办整车安排计划时，除了合切机舱保安防灾的间隙条件，还须要全方位研讨体系机能、零件安排地方及管途振动、噪声、处事效力等要素。

本文将先容纯电动汽车的热处理体系的构成部件及道理，周到阐明热处理体系零件安排条件，并集合现实安排案例，评释纯电动汽车热处理体系的合联安排规定与条件。

图2所示为某纯电动汽车的主动液冷型热处理体系道理图，其重要由电动电池冷却液回途、制冷剂回途、正温度系数热敏电阻加热器（PTC）冷却液回途三个回途组成。

相对付无热处理体系的制冷剂回途新增热处理体系须要正在向例空调的制冷轮回根源上，从上下压侧并联一个通向板式换热器的回途。当动力电池包有制冷需求时，该回途的电子膨胀阀开启必然开度，制冷剂正在板式换热器中膨胀蒸发，将流经板式换热器高温动力电池回途的冷却液的热量带走，从而到达给电池降温的主意。同时，可通过限定电磁阀来切换至单搭客舱制冷、单动力电池制冷形式及搀和制冷形式。

当车辆处于低温境遇时，动力电池包正在温渡过低的时分会通过动力电池处理体系（BMS）发出制热需求，此时可通过三通水阀来限定PTC的热量进入板式换热器和动力电池回途中低温的冷却液举办热调换，冷却液间接与动力电池冷板换热，从而使动力电池温度升高。

因为采用比例三通水阀，也可能通过比例调剂来限定动力电池侧的冷却液温度，也可能正在单空调采暖、单动力电池加热及棍合加热三种形式间来回切换。该体系道理支撑空和谐动力电池热处理所需的各类处事形式，可能全工况笼盖动力电池和搭客舱的制冷制热需求，同时通过限定战术优化和优先级划分，可能让整套体系正在机能和能耗上做到最优。

正在运用该热处理体系之后，可担保纯电动汽车正在30～50℃限制内做到充电无忧同时车辆疾充年华比拟无热处理摆设车型可能缩短约30%，如图3所示。最要紧的是使动力电池处事于安闲的温度限制内有用升高了动力电池的寿命，也歼灭了潜正在进货人群对动力电池高温热失控的担心。

正在举办热处理体系机舱安排时，一方面，种种部件须要餍足对付安排地方和机能的条件本领担保牢靠太平地处事；另一方面，各零部件是通过管途相接整合变成一个完全的体系，怎么裁汰管途长度以裁汰液体流阻、下降零部件振动危机及担保机舱保安防灾的间隙条件，是整车安排发展处事时须要核心合切并研讨的题目。

1）板式换热器。板式换热器行动热处理体系的重点零件，通过回途间的热调换完毕给动力电池包加热和制冷。

图4所示为板式换热器的机合示意，行动空调侧至动力电池侧的冷热传输要道，板式换热器须要同时相接PTC侧、制冷剂侧及动力电池回途侧的7根管途。正在研讨其安排地方时，概略参照以下规定：①正在机舱内秤谌安排，担保板式换热器内部排气充实，不然会影响换热机能及流阻；②尽或者担保其处于制冷回途和暖风回途的中央地方，可担保相接最短，完毕管途本钱最优；③Z向须位于冷却液回途排气最高点和水泵之间，以担保冷却液回途排气充实；④因为其相接管途众，须尽量安排正在车身上或车身相对静止部位，避免相接的管途振动。2)PTC水加热器。PTC水加热器行动动力电池加热和空调采暖的共用热源，条件与冷却液做到充实换热。对付零部件自身安排，分别PTC水加热器产物会稍有分歧，普通都邑条件笔直安排且进出水管弗成朝下。正在安排上要从排气流利、换热充实、低流阻、维修简单及电磁兼容性（EMC)几个方面研讨。如图5所示PTC冷却液下进上出可能担保PTC内部流道不会有众余气体影响换热，同时也可能使换热加倍充实。PTC水加热器应安排正在水泵上方且隔绝水阀除气室等部件较近，可优化回途流阻和节减管途本钱。其它，需防卫尽量远离电驱动总成等电器件，以规避电磁作梗危机。

3）电动水泵。电动水泵为回途运转供应动力，因为其内部带有电机，正在安排时条件其电机轴线须与整车坐标轴平行，同时必需担保水泵位于冷却液回途最低点，并和排气点维持必然的高度差，以担保其排气充实雯避免因水泵内部混杂气氛影响运转效力，要紧时损坏水泵叶轮。另一方面，正在安排时应充实研讨其自己处事振动带来的NVH（噪声、振动及声振粗劣度）影响，优先安排正在动力总本钱体上，诈欺悬置举办二次减振。当安排空间受限时，应优化其自己减振机合以担保减振成就充实。

三通水阀。三通水阀行动PTC热量的分拨机构，其内部由阀限定器和间体两部门构成，正在安排时应试虑其防水和振动的影响。如图6所示，防水须担保限定器正在间体之上，如此可下降阀体中的冷却液渗透限定器内部的危机。地方应高于整车渡水线，以避免渡水时涌现三通水阀正在水中浸泡带来的壳体进水危机。振动应试虑把 水阀固定正在车身上或与车身相对静止部位，担保阀体及相接的管途不会受到振动源的作梗，规避线束拉扯受力和管途、败露危机。热处理体系管途分为通制冷剂的铝管和走冷却液的橡胶管。对付管途安排，除了遵守体系条件相接外，保安防灾、隔振、NVH，流阻是管途安排计划的重要合切点。2）装置正在分别部件上的空调零件之间的制冷相接管必必要设有一段软管，避免因安装公差较大导致装置障碍。软管弯曲时须有足够的弯曲半径，软管两头须呈自然状况，不行使软管呈扭曲状况，不行因被相接件的运动而使软管偏离其轴线所正在平面。与压缩机相连的软管装置面的轴线目标应与压缩机振动目标同等。制冷软管应远离热源，以及转动、振动及尖角部件。

某纯电动汽车热处理体系的安排如图7所示。该安排计划中将机舱全部划分为左、中、右三个区域，用于安排热处理体系合联部件，如此能担保整车质心居中及阁下轮荷散布平衡，并充实诈欺机舱横向空间及地板中通道的空间，担保管途走向合理有序。正在该安排计划中，空调及冷却管途大部散布置正在机舱的下方，处于弗成视区域，可担保机舱的漂后性。空调加热电动水泵安排正在动力总成框上，动力电池冷却水泵安排正在副车架上，可分辨通过悬置与副车架装置衬套举办二级减振，可有用担保整车NVH机能。以上安排机合式子可完毕动力电池热处理体系重要部件及管途先与动力总成举办分装，再举办整车合装。但该安排计划也存正在如下缺乏：1）板式换热器、阿C水加热器、三通水阀、加热水泵等零件均安排正在动力总成框架上，车辆行驶进程中随从动力总本钱体一齐运动，与板式换热器及阀体相连的合联制冷管及暖风水管也会随之振动，存正在耐久断裂失效危机。4）板式换热器、PTC水加热器、加热水泵等零件正在维修时须要先拆卸全部动力总成，维修较为未便。

针对上述根源车热处理体系安排计划存正在的题目，整车起首发展安排优化计划。图8所示为优化后的热处理体系布 置计划，该计划废止了原有动力总成框，将原创立正在动力总成框与车身之间的悬置改为创立于机舱横梁与电驱动安装之 间。同时采用机舱横梁行动载体，合理安排空调热处理体系 的合联零部件，将板式换热器、PTC水加热器、三通水阀、加热水泵等零件横向安排于无振动的机舱横梁上。该优化计划相对付原根源车计划，正在振动、回油、流阻、防水等方面都有了明显刷新，正在担保机合紧凑的条件下，餍足了整车各方面的机能条件，到达合理安排纯电动汽车机舱及动力电池热处理体系的主意。该优化计划中，动力总成通过悬置装置正在机舱横梁下方，诈欺悬置体系罗致动力总成处事时的振动。如此安排于机舱横梁上方的热处理体系零件不会受到振举动梗，避免动力总成振动源的振动直接通报至热处理体系部件，有用规避了管途振动断裂危机。如表1、表2所示，制冷管中有振动通报旅途的仅有和压缩机相连的两根管，比拟根源车显著裁汰，而暖风管中通盘管途均不相接振动源，有用规避了管途振动断裂危机，同时可裁汰因罗致振动而加长软管带来的本钱。

对付制冷体系来说，压缩机是全部体系的“心脏缩机维持优秀的润滑和散热是担保“心脏”太平运转的枢纽。压缩机的润滑重要是靠压缩机内部的聚醋（POE）润滑油，因为体系运转进程中润滑油会随制冷剂插足体系轮回，为了担保压缩机的优秀润滑，体系油轮回尤为要紧，普通条件体系流阻不行偏大，不然会存正在回油不畅或零部件积油的境况。正在填补热处理体系后，因为填补了众个分支回途体系，会导致积油危机填补。原安排计划中，因为将相接板式换热器的低压管分接部位放正在体系最高点和蒸发器之间，仿真结果剖明低压管途三通部位应回到板式换热器的润滑油正在重力效用下会进入到蒸发器中，变成积油。为刷新这一境况，本次安排优化对分支回途举办了优化，将相接板式换热器的低压岔途尽量安排正在逼近压缩机吸气部位，可缩短回油道途，也避免体系内部油流到其他换热器中，仿真结果剖明体系回油取得了显著刷新，如图9所示。

1）板式换热器、PTC水加热器、三通水阀、加热水泵等合联空调热处理零件安排紧凑且根基处于统一秤谌面，彼此相接的管途长度较短，管途直线段较众，走向合理。通过表3比照可睹，暖风管长度明显减小，可有用下降管途中液体流阻，使得全部热处理体系处事效力较根源车大为升高。

2）除压缩机外，板式换热器、ITC水加热器、加热水泵等零件均安排正在机舱横梁背离地面的上方，离地高度较高，可有用规避车辆渡水、溅水等水密危机。3）PTC水加热器及加热水泵均安排正在机舱横梁上，并远离电驱动总成，可有用规避电磁作梗，下降电磁兼容机能危机。4）板式换热器、PTC水加热器、加热水泵等用电摆设均安排正在机舱横梁上，可亲热性高，拆卸及维修分外简单。

综上，正在举办热处理体系安排计划时，须要归纳研讨管线计划结构、零部件间隙条件、境遇条件、固定牢靠性、安装可行性、拆卸维修简单性及计划漂后性等。正在整车开垦计划初期，须要总安排举办方针平均及论证，寻找最优解。

计划完结后要一再正在实车进步行试装验证及鼎新，使其到达预订方针。本文总结的纯电动汽车热处理体系安排规定及计划条件，正在处事践诺中取得了验证，可为纯电动汽车热处理体系安排供应有益的鉴戒和参考。

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