当电动汽车变热时，热管理系统能使其冷却吗?
2021年3月24日通过尼古拉斯·圣约翰管理电动汽车的热量不是一件简单的任务。然而，随着材料研究和耐热电力电子的发展，热管理系统正在缓慢地推动电动汽车的采用。雷竞技最新app
随着全球范围内朝着不依赖化石燃料的绿色解决方案的发展，对电动汽车(ev)的需求正在增加。
然而，推出新电动汽车技术的主要挑战之一是热管理。电动汽车的热管理系统(TMS)尤其面临着比现代内燃机(ICE)汽车更严峻的挑战，尤其是考虑到所有需要热管理的部件。
电动汽车需要热管理的不同领域。图片由原子实验室和多伦多大学
工程师们并没有回避TMS的问题，公司正在寻找几种方法来解决与热相关的设计级挑战。
电动汽车热管理系统面临的挑战
管理车辆的热量可以优化引擎的性能;提高车辆的整体安全性;并最大限度地提高电池充电速度、寿命和整体寿命。
关于最后一点，IDTechEx最近的一份报告绘制2020年至2030年电动汽车的热管理强调电池在低温条件下运行时面临前所未有的挑战。这种挑战会在短期内降低容量，同时在长期内加速电池降解和降低电池效率。
对电池来说，热失控是一个真正令人担忧的问题。当电池组中的单个电池温度过高时，这种效应就会发生，这会导致相邻的电池着火，或者更严重的情况下，发生爆炸。
锂离子电池热失控。图片由Elmelin
虽然汽车制造商目前在电动汽车中实施了许多TMS解决方案，但在电池和电力电子发展方面仍有许多研究领域可以探索。
目前针对TMS的解决方案:特斯拉、宝马和丰田
IDTechEx指出了一些公司目前采用的热管理解决方案:
- 特斯拉:电池组中的圆柱形电池，包括一个水-乙二醇交织冷却回路
- 宝马:柱状电池，有一个大板，下面用制冷剂冷却
- 日产和丰田:较旧的空气冷却技术
虽然水-乙二醇、空气和油是这些系统中常用的流体，但新技术和制冷剂正在探索中。通过流体的主动冷却必须经过复杂的设计，以帮助在整个发动机和远离发动机的实际和公平的热流动。设计不当的液体冷却系统实际上会导致更多的热问题——例如，制造热点。
展望未来10年液体或制冷剂冷却与空气冷却的流行。图片由IDTechEx
这些冷却设计的挑战激发了许多工程师专注于组件材料，以协助热管理。
对抗热流的材料研究
除了发动机里的冷却剂，电力电子系统雷竞技最新app在管理电动汽车热阻方面发挥着重要作用，因为它们可以有效地将热量分配到整个发动机。为了实现这一点，部件必须具有最小热阻的热界面。
由于电动汽车发动机比ICE汽车暴露在更多的冷却剂和更高的温度下，制造商已经对TMS的耐热材料进行了深入研究。一个例子来自DSM，该公司使用其Xytron G4080HR该技术增强了流行的EV TMS材料，聚苯硫醚(PPS)树脂。
图中描述了TMS中使用的不同材料的暴露温度与暴露时间。图片由需求侧管理
当使用Xytron溶液时，PPS能够承受电动汽车的恶劣环境，为发动机提供良好的材料特性，并使其热效率最大化。
电动汽车的热管理
另一个制造商调查电力系统的热管理解决方案是TDK，最近发布的HVC 4222F和HVC 4422F基于Arm m3的电机驱动器，分别具有32k和64k闪存。
保持这些芯片凉爽的一些特点包括:
- 耐高温额定工作在150°C左右的应用
- 六个半桥驱动器可以输出500毫安的电流
- ADC通过与无数传感器配对的GPIO进行内部和外部测量
- DAC能够设置可编程的电流限制在2毫安和500毫安之间
- 通过LIN 2.1和LIN 2.2A协议进行通信的能力
TDK设想这些电机驱动器出现在散热器格栅百叶窗、智能阀门/泵和LIN总线连接的执行器中，所有这些都可以在电动汽车动力系统中产生热量。
保持电动汽车凉爽，以便更快地采用
电动汽车在热水平上所面临的挑战要比ICE汽车复杂得多。尽管如此，随着设计师们继续评估电池冷却系统，投资电力电子材料科学研究，特别是优化电动汽车的热管理，电动汽车的普及速度可能会更快。雷竞技最新app
电动汽车设计的热点是什么?
追赶更多与TMS挑战相关的电动汽车进步。
临时工和时间图表是没有意义的。它说明了什么，是时候让东西变软，破裂了，还是什么?看起来就像DSM的市场部画了一张毫无意义的图表，或者忘记标注颜色的含义。
此外，作者不知何故混淆了Xytron和PSS。他说"当使用Xytron溶液时…"等等，什么?Xytron不是液体!Xytron是DSM聚苯硫醚(PSS)塑料的注册商标(品牌名称)。