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摘要：本文首先對多回路熱管理系統進行了分析，同時也對熱管理系統的工作模式進行了闡述，最后進行了仿真測試，證明了多回路熱管理系統可在電動汽車中得到廣泛的運用。
目前大量燃油汽車的使用導致了許多的問題，包括環境污染、資源的短缺以及能源的大量消耗等，正是基于該種原因迫使全世界開始大量研發純電動汽車，從而實現動力系統的電氣化以及汽車能源，使傳統汽車行業逐漸轉型。本文將對多回路熱管理系統進行分析，盡可能降低PTC加熱器的運行功率。
1多回路熱管理系統分析
由于零部件的不同使得進水口冷卻液的溫度也各不一樣，同時不同零部件所發熱量的溫度也是大不一樣，其中電機的發熱量最大，達到峰值時其發熱量可到5kW，而其他設備如電機控制器、充電機、DC模塊等的發熱量往往僅在2kW左右，動力電池在升溫時不會超過20攝氏度。由于冷卻液溫度以及零部件自身發熱的要求不同，可將零部件分成3個不同的部分進行布置：其中電機可以構成高溫的散熱回路，動力電池為一部分，但是由于動力電池對環境的要求嚴格，故在散熱方面還是通過空調系統的換熱實現。剩下的零部件為一部分，形成低溫的散熱回路。通過PTC加熱器能夠實現乘員艙的加熱以及動力電池的預熱功能。但是由于動力電池預熱的時間相對較短，也不需要反復加熱，乘員艙的回路可與動力電池回路復用。除上述之外，為了能夠進一步的做到能源節省，在加熱乘員艙時可以采用電機水溫，這樣能夠盡可能的降低PTC加熱的使用，降低使用的功率。圖1為多回路熱管理系統結構圖。在圖1中，空調的熱交換器可以用作蒸發器，主要作用是為了便于和動力電池回路冷卻液換熱，冷卻動力電池。
2熱管理系統的不同工作模式
（1）在夏季氣溫高于20攝氏度的時候，由于環境溫度過高，乘員艙和動力電池都會有冷卻需求，熱管理的系統工作回路設置為三通閥的上下導通、左側導通以及右側導通，電磁閥需要都導通，壓縮機工作而PTC不工作。高溫散熱回路和低溫散熱回路以及動力電池散熱回路都在水泵作用下開始工作，從而滿足了乘員艙以及全部高壓零部件的冷卻需求。（2）春秋季節時期，環境溫度多在5到20攝氏度之間，在這個溫度條件下，對于動力電池來說是最佳環境溫度，因此沒有加熱或者冷卻的需求；而乘員艙有加熱需求，但是需求力度并不算大，因此熱管理的系統工作回路應該設置為三通閥右側導通，三通閥左側導通，三通閥左右導通，關閉電磁閥，壓縮機與PTC都不工作。電機冷卻液滿足了乘員艙加熱的熱量需求，可以達到節能目的。高溫散熱回路水溫太高會影響電機的正常運作，在這種情況下需要讓三通閥上下導通，利用高溫散熱器達到散熱效果。（3）在環境溫度低于5攝氏度的冬季當中，乘員艙會有比較大的加熱需求，同時也需要預熱動力電池，這種情況下的熱管理系統工作回路應該設置為三通閥上下導通，三通閥左側導通以及三通閥右側導通，電磁閥都關閉，壓縮機不工但是PTC要工作。起步駕駛期間，PTC加熱器要大功率運行，才能滿足乘員艙和動力電池的雙重需求，等到動力電池達到一定溫度后，就可以停止預熱，控制電磁閥左側導通，電磁閥左右導通，電池閥右側導通。但這個時候的電機水溫還無法達到乘員艙的需求，因此還要PTC降功率運行。
3仿真與測試
為了讓熱管理系統功能得到最大的作用發揮，特別是低溫和高溫散熱回路的冷卻效果，可以設置一個仿真工況，環境溫度設置為45攝氏度，車速設置為一小時115千米，冷卻液的流速設置為每分鐘15升。通過仿真計算可以得出低溫散熱器入水口的溫度是51.4攝氏度，出水口溫度則為48.6攝氏度，達到了不高于65攝氏度的系統要求；高溫散熱器入水口的溫度為62.9攝氏度，出水口溫度57.3攝氏度，達到了不高于80攝氏度的要求。在完成裝車后進行系統測試，基本符合仿真結果，各部件工作情況和系統工作情況都達到了預期要求。
4結語
對于電動車高壓零部件冷卻和乘員艙及動力電池的加熱需求，多回路熱管理系統可以基本滿足，但在高溫情況下，依然存在空調系統的冷凝器散熱效果不夠好的問題，因此降低了換熱能力，沒有達到理想的系統制冷效果，為了優化這些方面，可以并排布置散熱器和冷凝器或者將它們錯開布置，盡可能將高溫散熱器的不利影響降到最低。
參考文獻：
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作者:楊佳川 劉亞彬 單位:吉利汽車研究院