碳中和背景下新能源汽车热管理系统研究现状及发展趋势王从飞2, 曹锋1, 李明佳1, 殷翔1, 宋昱龙1, 何雅玲1*1. 西安交通大学, 热流科学与工程教育部重点实验室, 西安 710049;2. 中国制冷学会, 北京 100190* 联系人, E-mail: yalinghe@mail.xjtu.edu.cn2021-07-01 收稿, 2021-08-29 修回, 2021-08-31 接受国家自然科学基金(51721004)和中车大连机车研究所有限公司合作项目资助摘要自从《<蒙特利尔议定书>基加利修正案》签订并实施以来, 削减当量碳排放、有效延缓全球变暖成为各个行业的热门话题. 新能源汽车的快速发展也标志着交通领域的能源结构变革. 不过, 新能源车目前仍存在安全隐患、里程焦虑、热管理工质温室效应等瓶颈问题, 这也从“节能”与“环保”两个方面对车辆热管理行业提出了更高级、更精准的要求. 从节能角度来说, 本文总结了热管理系统从常规单冷空调技术到热泵空调技术的系统架构转变与实现形式升级, 达到了在冬季制热条件下节省大量正温度系数热敏加热器(positive temperature coefficient,PTC)能耗的目的; 同时, 展示了一体化热管理新概念与各种智能优化控制算法的结合, 使乘员舱、电池、电机、电控部分的综合热管理持续向着性能更优、能耗更小的方向演化. 另一方面, 新能源汽车热管理系统目前仍广泛使用HFC(hydrofluorocarbon)类强温室效应气体(如R134a与R407C)作为制冷剂, 从环保角度出发, 本文介绍了几种较为热门的环保型制冷剂替代方案, 如CO2、R290、R1234yf等. 最后, 前瞻性地指出新能源汽车热管理技术将朝向“绿色高效化”、“功能一体化”、“结构模块化”、“控制智能化”方向不断前进, 并为我国碳达峰、碳中和目标作出重要贡献.关键词碳中和, 新能源汽车, 一体化热管理, 优化控制算法, 制冷剂绿色替代据统计, 交通运输领域碳排放量占整个经济社会碳排放总量的30%左右, 并仍保持高速持续上涨趋势[1]. 一方面, 电动车具有巨大的储能作用, 可以削峰填谷. 目前我国乘用车保有量约3亿, 如果全部换成电动车, 每辆车平均电量为65 kW h, 则车载储能容量约为200亿kW h, 与中国每年消费总电量基本相当. 若其中10%的车辆同时按50 kW充电, 则总功率与全国电网装机功率相当. 电动车的发展对不稳定、不持续的新能源电力具有重要的促进作用, 对碳达峰、碳中和目标具有重要意义. 另一方面, 仅就车辆热管理领域而言, 目前乘用车大量使用的氟利昂类制冷工质具有高温室...
