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纯电动汽车热泵型整车热管理系统标定与试验技术研究

摘要：热泵型整车热管理系统已经逐渐成为目前大部分纯电动汽车的标准配置，但相较于传统的燃油热管理系统，热泵型整车热管理系统因其涉及的技术领域比较多，开发过程也更为复杂。本文主要以某车型的热泵型整车热管理系统实际开发过程为例，对整车热管理系统标定与试验相关开发流程和技术进行了研究探讨。

关键词：纯电动汽车；热泵型整车热管理系统；标定；试验

Researchoncalibrationandexperimenttechnologiesforaheatpumptypeofbatteryelectricvehiclethermalmanagementsystem

Abstract:Theheatpumptypeofthermalmanagementsystemhasgraduallybecomethestandardconfigurationofmostbatteryelectricvehicles.Itismorecomplexthanthetraditionalfuelvehicleheatmanagementsystembecauseitinvolvesmoretechnicalfieldsandthecomplexdevelopmentprocess.Inthispaper,thedevelopmentprogressbothwithtechnologiesinvolvedintheheatpumptypeofthermal

managementsystemhavebeenstudiedwithtakinganactualvehicledevelopmentasanexample.

Keywords:Batteryelectricvehicle;Heatpumptypeofthermalmanagementsystem;Calibration;

Experiment

引言

随着电动车技术发展以及政策推动等原因，纯电动汽车已逐渐成为行业和消费者的关注热点。根据数据调研显示，2019年全年新能源汽车乘用车总销售量为106万台，同比增长4%，其中纯电动汽车销量为85.3万台，同比增长12%，占据新能源汽车总销量的80.5%[1]。同时，随着销量分布区域的扩大，对工作环境温度的需求跨度也逐渐在增加中。目前，纯电动汽车的使用区域已遍布热

带、温带、寒带和极寒等地区，各种气候环境所带来的使用问题也逐渐暴露出来，其中极端温度环境下的续航里程衰减和快充时间延长是当前诸多纯电动汽车的两大痛点[2]。

目前，多数纯电动车汽车均配置有整车热管理系统，主要功能包括乘员舱热管理、电池热管理、电驱动和附件热管理等，通过热管理系统的控制与调节，可以保证乘员舱、电池、电驱动及附件等在各种外界气候和条件下均处于较为适宜的工作温度范围[3]。另一方面，因为纯电动汽车热源不足的问题，如果采用PTC作为补充热源，则会存在因PTC耗能较高，而导致的低温续航里程严重衰减的问题。因此，行业中已逐渐导入热泵作为低温环境下的高效热源，同时对电驱、动力电池、乘客舱空调的温控进行全面考虑，构建更加高效节能的整车热管理系统[4]。

本文针对某纯电动车型的热泵型整车热管理系统，按照V字型开发流程，着重对系统标定和试验验证等领域中的重点开发技术进行了综合研究，提出了完整的热泵型整车热管理系统所需的测试与验证流程以及技术方案，并通过试验证实了其可行性。

1系统概要

本文以某带电机余热回收功能的热泵型整车热管理系统为例，展开相关研究。如图1所示，其系统主要包括：乘员舱空调制冷剂系统、乘员舱加热水回路系统、电池热管理水回路系统以及电机散热水回路系统共4个模块。可以实现热泵加热乘员舱或电池、PTC加热乘员舱或电池、乘员舱或电池冷却、电机余热直接利用、热泵回收电机余热、电机散热等多项功能，在满足乘员舱热舒适性需求的同时，调整电池温度处于合适的工作区间，以及保证三电系统在高温条件下的热安全性能。

该热管理系统可以相对较容易地实现乘员舱、电池和三电系统的智能温度控制，有利于整车热管理能耗的改善，并进一步提升整车在高低温环境下的续航里程。但同时，与传统燃油车热管理系统主要集中于发动机冷却和乘员舱冷暖需求相比，该系统的服务对象增加了包括电池、电驱和小三电等系统，系统结构和功能更为复杂，对热