在熱管理技術層面,特斯拉在 Model S/X/3/Y 四,,款車型中先后迭代出]-OKM 了 3 個版本的技術路線;分別在 電機余熱回收、大型集成式控制閥、電機堵轉技術、整車熱管理標定和智能熱管理算法方面擁有極強的技術積累。
為了更好地了解特斯拉的技術迭代以及集成度較高的熱管理技術,今天我們針對特斯拉初代和第二代熱管理系統做簡單介紹。
特斯拉第一代熱管理系統
系統架構原理圖
第一代熱管理系統應用在Model S和Model X上,共有三個回路:空調回路,電池回路,電機回路;主要區別主要是Model S乘員艙采暖依靠A-PTC,Model X將A-PTC更換為暖風,依靠電池回路中的W-PTC加熱乘員艙。該方案通過一個四通閥,將電機熱管理回路與電池熱管理回路串聯,并依賴多通閥的特性來切換不同回路的串并聯,將電機熱管理回路中的高溫冷媒導入到低溫電池回路中,對電池包進行加熱。
國內廠商早期熱管理技術普遍將電機、電池、汽車空調3大回路并聯(如蔚來ES8、小鵬G3),直到2018年以后的第一代技術時才通過加入四通閥/三通閥將電機冷卻回路和電池回路串聯起來,實現電機余 熱回收的功能。然而,特斯拉在 2013 年上市的 Model S中已設計出了這一功能。
系統模式循環圖
空調回路
通過制冷循環實現乘員艙制冷
通過空氣PTC實現乘員艙制熱
電池回路-制冷循環
通過chiller一側制冷劑循環與電池冷卻液回路耦合吸收電池中的熱量,降低電池溫度
電池回路-采暖循環1
通過水PTC加熱實現電池升溫
電池回路-采暖循環2
通過電驅余熱+水PTC加熱實現電池升溫
電驅回路-制冷循環1(小循環)
基于冷卻液較大的比熱值,通過電驅回路自循環維持電驅系統溫度
電驅回路-制冷循環2(小循環)
基于冷卻液較大的比熱值,和電池及保溫層吸熱,維持電驅系統溫度,循環與電池采暖循環2一致
電驅回路-制冷循環3(大循環)
通過低溫散熱器向環境中散熱保證電驅系統溫度不會過高
特斯拉第二代熱管理系統
第二代熱管理系統應用在Model 3車型上,相比一第一代系統,第二代系統使用了Supper bottle集成閥體,通過將2個電子水泵、1個 chiller、1個三通閥和1個四通閥組裝在一起,實現了熱管理回路中閥、泵、交換器的初步集成,能夠極大地節省回路中不必要的閥體和泵體數量以節省成本,簡化管路結構以降低整車質量。
在Model 3的系統中,特斯拉還可以通過優化管路設計,將ADAS控制器和電池包管理模塊整合入冷卻回路中,并且加入油冷模塊來輔助冷卻,大幅提高熱管理效率。
第二代系統另外一個技術兩點則是使用電機堵轉制熱技術取代W-PTC產生熱量,滿足電池的加熱需求。
相較于Model S 節省了:1個W-PTC、1個電子水泵、1個膨脹水壺、1個三通閥、1個 冷凝器、2個電子風扇,還有部分管路。
系統架構圖
系統模式循環圖
空調回路
通過制冷循環實現乘員艙制冷
通過空氣PTC實現乘員艙制熱
電池回路-電池制冷循環
通過chiller一側制冷劑循環與電池冷卻液回路耦合吸收電池中的熱量,降低電池溫度
電池回路-制熱循環
在加熱模式下,電池和功率電子的回路串聯在一起,并旁路主的散熱器,使得熱量集聚。當電池需要加熱的時候,冷卻液被泵送到后方的管理模塊,進入驅動單元中的油冷卻熱交換器以獲取熱量,通過集成閥從散熱器轉移并直接通過冷卻器來加熱電池。特斯拉實際上利用電機堵轉產生大量的熱量來加熱電池,可以省一個水熱加熱器。
電驅回路-制冷循環1(小循環)
制冷循環2即電池采暖循環
電驅回路-制冷循環2(大循環)
特斯拉第三代熱管理系統
Model Y上使用了第三代熱管理系統,四大亮點技術:(1)閥體集成技術 (2)電機堵轉技術 (3)智能熱管理算法 (4)多功能熱泵技術
審核編輯:郭婷
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原文標題:Tesla 熱管理系統技術迭代分析(Model S/X/3/Y熱管理系統介紹)
文章出處:【微信號:EDC電驅未來,微信公眾號:EDC電驅未來】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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