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11小时前来自 其他

极狐新能源车热管理系统的电池直冷直热/液冷复合温控技术是如何工作的?

一、技术架构:双回路复合温控系统

1. 冷媒直冷直热回路

极狐采用的直冷直热技术,核心是将空调系统的冷媒(制冷剂)直接引入电池内部的换热板,而非通过中间冷却液进行二次换热。在降温工况下,冷媒在电池换热板内蒸发吸热,直接带走电芯热量;在加热工况下,通过四通换向阀改变冷媒流向,使压缩机排出的高温高压气态冷媒直接进入电池换热板冷凝放热,实现电池快速升温。

2. 液冷循环回路

在冷媒回路之外,极狐保留了独立的液冷循环系统,冷却液(乙二醇-水混合液)通过电池包底部的液冷板流动,利用水的比热容优势,对电池组进行更为均匀的温度调节,尤其在大倍率充放电或极端温差场景下,液冷回路负责补足冷媒直冷在均温性上的不足。

二、工作模式:智能切换与协同控制

1. 制冷模式

小负荷散热:优先启用冷媒直冷,利用冷媒蒸发吸热快速降低电芯温度。

大负荷散热:冷媒直冷与液冷循环同时工作,液冷回路通过Chiller(冷却液-冷媒换热器)将热量传递给冷媒回路,再通过车外冷凝器排出,确保快充或高功率放电时电池温度不超限。

控制逻辑:BMS通过电芯温度、温升速率、环境温度等参数,实时判断切换时机。当电池温度与环境温差大且温升速率高时,首先启动冷媒直冷;若温差控制要求更高(如电芯间温差需控制在5℃以内),则自动引入液冷循环辅助均温。

2. 加热模式

极寒快速升温:在-30℃环境下,冷媒直热回路开启,压缩机将冷媒压缩至高温高压状态,直接送入电池换热板冷凝放热,使电池温度快速提升至适宜工作区间,效率远高于传统PTC加热。

低温保持:电芯达到目标温度后,系统自动降低直热功率,切换至液冷回路低温循环保热,并配合热泵空调回收电驱余热,将能耗降低10%-15%。

三、技术优势与量化提升

1. 宽温域适应性

直冷直热技术使电池在-30℃至55℃范围内均可正常工作,相比传统液冷方案,低温加热速度提升40%以上,高温散热能力满足兆瓦级快充需求。

2. 能耗与续航优化

冬季续航:-20℃极寒环境下电池电量保持率达83%,实测续航达成率96%。

充电效率:30%充至80%仅需16分钟,且充电全程电池温度波动控制在5℃以内,确保快充不降功率。

3. 系统集成与减重

直冷直热方案取消了部分高压PTC、水壶、循环水泵及水管等部件,系统总重降低约8kg,单车成本下降约800元,为整车轻量化和续航提升提供了空间。

四、技术实现的关键挑战

1. 均温性控制

冷媒在换热板内蒸发时,入口与出口存在较大温差,易导致电芯间温差超标。极狐通过优化冷媒流道设计、采用多流道并联结构,配合液冷回路的辅助均温,将整包电芯最大温差控制在5℃以内。

2. 密封与可靠性

冷媒回路需承受3-4个大气压(约2倍于普通高压锅),对管路密封性要求极高。极狐采用全自动化激光焊接与氦检漏工艺,确保冷媒泄漏率低于液冷系统的1/100。

3. 控制策略复杂度

复合温控涉及冷媒相变控制、多通阀切换、压缩机转速调节、水泵流量分配等多变量协同,极狐通过BMS+VCU联合标定,开发出覆盖384类驾驶场景的温度场模型,实现每秒3万次的诊断覆盖。

五、用户实际体验表现

冬季驾驶:座舱升温快,2分钟内出风口温度可达45℃,配合座椅加热,-18℃环境下5分钟座椅升至32℃。

充电预热:导航至快充站时,系统自动预调节电池温度,确保到达后即进入最大充电功率,低温充电时间缩短30%以上。

全天候稳定:高频长途、夏季拥堵、山区爬坡等场景下,电池温度始终保持在25-40℃最佳区间,无功率限制或异常衰减。