清研科普 | 电动汽车和燃油车的冷却系统有什么不同？

你要问电动车与燃油车有何不同？小编的回答很简单：就是把发动机、变速箱换成了电池、电机嘛，其它部分倒是差不多，那么冷却系统肯定也差不多啊！

研究院的电动汽车专家听到后微微一笑，说：其实不然，电动汽车与燃油车的冷却系统差异也是很大的！

燃油车的热管理有三个任务[1]：发动机冷却、变速箱冷却、乘员舱制冷/制暖。

图1. 燃油车热管理系统

电动汽车的热管理三个任务：电机冷却、乘员舱制冷/制暖、动力电池冷却/加热。

图2. 电动车热管理系统

燃油车的冷却方式基本成熟了，发动机水冷、变速箱油冷，乘员舱制冷用空调，制暖用发动机余热。但正是因为太成熟了，合资车企与供应商已形成了联盟，前4名供应商占总市场规模的55%左右，基本上没中国厂商什么事。

图3. 热管理行业格局

与之相比，电动车的冷却方式一直在进化：

→电机冷却：从水冷到油冷。

→电池冷却：从风冷到水冷，也有冷媒冷却；更重要的是冷却管路设计是与电池包设计深度结合在一起的。

→座舱冷却：空调，与燃油车一致。

→座舱制暖：从PTC加热到热泵空调，辅以电机余热。

→电池加热：PTC加热或电机余热。

图4. 传统燃油车、新能源汽车热管理技术原理

一、电池冷却

电池冷却，涉及到电池安全与寿命，至关重要。

最早，电池采用风冷，后来普遍上了水冷，采用的是电池包底部冷却的方式。例如，岚图琥珀电池采用的是侧面隔热+底部散热的方案，电芯之间填充了有机硅聚合物+低密度隔热材料+阻燃剂的复合材料。

图5. 岚图琥珀电池冷却装置示意图

想要了解更多电池冷却知识可以参考推文：清研科普 | CTP、CTC 和 CTB 三种电池底盘技术方案区别是什么？

二、热泵空调

虽然问的是冷却系统，但电动汽车的热泵空调也是值得提一下的。在冬季较冷的情况下，与PTC制暖相比，热泵空调可以显著降低能耗。

图6. Model 3(图片|配置|询价) 的PTC空调&热泵空调电耗测试

自2013年以来，陆续有车企开始使用热泵空调。不过真正普及起来，还是以2020年之后特斯拉Model Y使用热泵空调为标志。

图7. 汽车热泵空调的发展历史

从消费者的角度来看，只能区分有/无热泵空调。实际上，热泵空调效果的发挥好坏，很大程度上还取决于整车热管理管路的设计。从特斯拉热管理的进化过程，我们可以看出整个行业的进步趋势。

图8. 特斯拉热管理的发展历史

图9. 特斯拉热管理第一代

图10. 特斯拉热管理第二代

图11. 特斯拉热管理第三代

图12. 特斯拉热管理第四代

小编听完后感叹：常听说新能源汽车可以弯道超车，看来远不止电池、电机这么简单，就连热管理系统，也可以借这个机会打破国外供应商的垄断啊！

参考文献

[1] 能源汽车热管理行业专题报告. 中信证券. 2022.6

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