续航|纯电动车热管理系统构建研究( 三 )
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图4 第2代温控系统代表回路
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图5 电池采暖与空调制热共用加热器
图5 是针对电池采暖与空调制热共用加热的系统构建说明 ， 这套系统优点是设定一个水加热器给暖风和电池进行制暖 ， 同时空调系统（制冷/制热）可以和传统燃油车共用 。 但这套系统需要重新构建空调制热回路 ， 增加电子水泵和相关管路 。 考虑到除霜、除雾法规要求 ， 共用加热器功率较大（一般在7 kW以上） ， 进入到暖风芯体的冷却液温度要求较高 ， 一般80℃以上 ， 但如此高温冷却液不能直接用于电池加热 ， 会造成电池过热 ， 因为根据电池性能不同 ， 影响电池寿命的温度限值有明确要求 ， 一般在50℃左右 。 为解决这个问题需要为电池回路追加热交换器 ， 形成水水热交换；也有车企量产车型采用四通阀方案 ， 如比亚迪
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元(参数|图片)[9] 。 为了保证空调制热优先原则 ， 需要对电池制暖温度控制 ， 也需要对流进电池采暖部分的高温防冻液的量进行控制 ， 同时需要为系统追加电子水阀 ， 控制系统流量 。 综上所述 ， 共用加热器的系统方案需要更多的构成件 ， 系统构建更为复杂 ， 控制更为复杂 ， 成本更高 。
针对第2代温控系统构建概括如下：
（1）电机/电控和电池温控采用两套系统回路 ， 系统构成相对简单 ， 可以根据整车工况和实际需求单独控制 。
（2）由于设定独立的电池温控系统 ， 可以把电池温度控制在合适的工作温度 ， 一般温度控制在15℃～35℃范围内 ， 有利于提高电池的稳定性和寿命 。 由于存在电池采暖功能 ， 电池在低温下的性能表现得到了提升 ， 特别是大大缩短了低温充电时间 。 根据2019版《EV-TEST（电动汽车测评）管理规则》对低温充电时间有要求 ， 如果此项得分大于90分 ， SOC在0～80%的低温充电时间/常温充电时间应小于1.38[10] 。
（3）第2代温控系统电池的制冷和采暖分别需要启动压缩机和高压水加热器（WPTC） ， 在北方低温环境下电池充放电时的采暖和乘员舱的制热需求会占用大量的能耗 ， 通过实验测试证明用于加热的能耗占电池总能耗的20%以上 ， 会影响整车的续航里程 。
5 第3代温控系统
通过对第2代温控系统构建的分析 ， 发现第2代温控系统存在能耗过高的问题 ， 需要检讨更高效 ， 更节能的温控系统构建 。
电机/电控系统和电池温控系统的温度控制范围不同 ， 电机/电控的系统温度高于电池适合的工作温度（15℃～35℃） ， 如表1所示 。
表1 电机/电控作温度要求 ℃
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考虑到环境温度的影响 ， 电机/电控系统的水温在50℃左右 ， 在低温情况下这部分水可以流进电池进行电池预热 。 同时 ， 当环境温度较低 ， 电机/电控散热需求低 ， 但电池需要制冷的时候 ， 可以考虑采用低温散热器给电池进行制冷 。 根据以上说明构建如图6所示的系统回路(第3代温控系统) 。
图6系统构建优势在于 ， 电池慢充电或者高负荷放电时候可以根据环境温度来决定采用低温散热器制冷或者空调系统制冷 。 同时可以将电机/电控的部分余热用于电池制暖或保温 ， 这个功能在前后双驱动电机/电控系统表现的较为实用 ， 通过仿真分析说明如下 。
以某车开发模拟数据为例 ， 在环境温度-7℃（电池温度-7℃）条件下 ， 进行0.5 h CLTC工况循环模拟 ， 分别分析电机冷却水温和电池有无余热回收电池温度 ， 如图7所示 。
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