在新能源汽車的眾多系統(tǒng)中，熱管理系統(tǒng)堪稱是一位默默守護(hù)的?“溫度管家”，其重要性不容小覷。傳統(tǒng)燃油車的熱管理主要圍繞發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱冷卻系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)，而新能源汽車的熱管理則涵蓋了電池系統(tǒng)、電機(jī)電控、空調(diào)系統(tǒng)等絕大部分零部件 ，系統(tǒng)更為復(fù)雜，成本也更高。

對(duì)于新能源汽車來(lái)說(shuō)，電池系統(tǒng)就如同人類的心臟，是動(dòng)力的核心來(lái)源。當(dāng)電池在快充時(shí)，需要提前將電芯加熱到一定溫度，而在充放電過(guò)程中，又會(huì)產(chǎn)生大量熱量，如果溫度過(guò)高，就會(huì)加劇電芯的老化，甚至引發(fā)安全問(wèn)題。這時(shí)候，熱管理系統(tǒng)就必須通過(guò)散熱和加熱等手段，精準(zhǔn)地對(duì)電池單體進(jìn)行溫度控制，確保電池始終處于最佳的工作狀態(tài)。電機(jī)電控系統(tǒng)則像是汽車的?“神經(jīng)中樞”，它控制著電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和車輛的行駛，同樣對(duì)溫度十分敏感。適宜的溫度能保證電機(jī)電控系統(tǒng)高效穩(wěn)定地運(yùn)行，避免因過(guò)熱導(dǎo)致性能下降或故障。

而空調(diào)系統(tǒng)則關(guān)乎著車內(nèi)人員的舒適度。在炎熱的夏天，它能迅速制冷，讓車內(nèi)涼爽宜人；在寒冷的冬天，又能及時(shí)制熱，為乘客帶來(lái)溫暖。并且，新能源汽車的空調(diào)系統(tǒng)還與電池和電機(jī)的熱管理緊密相連，通過(guò)合理的熱量分配和回收，實(shí)現(xiàn)能源的高效利用。

在整個(gè)熱管理系統(tǒng)中，換熱器更是扮演著關(guān)鍵角色，是保障新能源汽車高效運(yùn)行的核心部件之一。它就像一個(gè)橋梁，實(shí)現(xiàn)了不同介質(zhì)之間的熱量傳遞，通過(guò)巧妙的設(shè)計(jì)和高效的換熱原理，讓熱量在需要的地方流動(dòng)，為各個(gè)部件創(chuàng)造適宜的工作溫度環(huán)境。

換熱器：汽車空調(diào)的?“心臟”

換熱器，作為汽車空調(diào)系統(tǒng)的核心部件，就如同心臟對(duì)于人體一樣，起著至關(guān)重要的作用。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，換熱器是一種實(shí)現(xiàn)熱量從熱流體傳遞到冷流體的設(shè)備，它能夠在不同溫度的兩種或兩種以上流體間搭建起熱量傳遞的橋梁，讓熱量在系統(tǒng)中有序地流動(dòng)?。

在人體中，心臟通過(guò)有節(jié)奏的收縮和舒張，將富含氧氣的血液輸送到全身各個(gè)部位，維持身體的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。而在汽車空調(diào)系統(tǒng)里，換熱器承擔(dān)著類似的使命。它負(fù)責(zé)將熱量從高溫的介質(zhì)傳遞到低溫的介質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)制冷或制熱的效果。在制冷模式下，高溫高壓的制冷劑氣體在冷凝器中通過(guò)換熱器將熱量傳遞給外界空氣，自身冷卻并凝結(jié)成液態(tài)，實(shí)現(xiàn)熱量的排出，讓車內(nèi)溫度降低；在制熱模式下，它又能將熱量從熱源（如發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液或熱泵系統(tǒng)）傳遞到車內(nèi)空氣，為乘客帶來(lái)溫暖?？梢哉f(shuō)，沒(méi)有換熱器的高效工作，汽車空調(diào)系統(tǒng)就無(wú)法正常運(yùn)行，車內(nèi)的舒適環(huán)境也就無(wú)從談起。

換熱器對(duì)于汽車的其他部件穩(wěn)定運(yùn)行也有著不可忽視的作用。新能源汽車的電池在充放電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，換熱器可以通過(guò)冷卻液循環(huán)，將電池產(chǎn)生的熱量帶走，確保電池始終處于適宜的工作溫度范圍，延長(zhǎng)電池壽命，保障電池的性能和安全性。電機(jī)和電控系統(tǒng)在工作時(shí)同樣會(huì)發(fā)熱，換熱器能夠及時(shí)有效地控制它們的溫度，使這些關(guān)鍵部件穩(wěn)定運(yùn)行，避免因過(guò)熱導(dǎo)致的性能下降甚至故障。

換熱器的神奇功能

（一）精準(zhǔn)控溫，打造舒適座艙

在炎炎夏日，當(dāng)你進(jìn)入新能源汽車，開啟空調(diào)制冷模式，換熱器便迅速開始工作。它就像一個(gè)高效的熱量搬運(yùn)工，將車內(nèi)空氣中的熱量傳遞給制冷劑。制冷劑在壓縮機(jī)的作用下，變成高溫高壓的氣體，然后進(jìn)入冷凝器（換熱器的一種）。在冷凝器中，高溫高壓的制冷劑氣體與外界空氣進(jìn)行熱交換，將熱量釋放到外界，自身則冷卻并凝結(jié)成液態(tài)。液態(tài)制冷劑再經(jīng)過(guò)膨脹閥降壓后，進(jìn)入蒸發(fā)器。在蒸發(fā)器中，液態(tài)制冷劑迅速蒸發(fā)，吸收車內(nèi)空氣的熱量，使車內(nèi)空氣溫度降低，從而為你營(yíng)造出涼爽舒適的駕乘環(huán)境。

到了寒冷的冬天，換熱器又能發(fā)揮制熱功能。以熱泵空調(diào)系統(tǒng)為例，通過(guò)換向閥改變制冷劑的流動(dòng)方向，讓壓縮機(jī)排出的高溫高壓制冷劑氣體直接進(jìn)入車內(nèi)的換熱器（此時(shí)作為冷凝器）。在這里，制冷劑將熱量傳遞給車內(nèi)空氣，使車內(nèi)溫度升高，為你抵御外界的嚴(yán)寒。

（二）呵護(hù)核心部件，延長(zhǎng)使用壽命

對(duì)于新能源汽車的電池來(lái)說(shuō)，溫度對(duì)其性能和壽命有著至關(guān)重要的影響。在電池充放電過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，如果不能及時(shí)散熱，電池溫度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致電池容量衰減加快、循環(huán)壽命縮短，甚至可能引發(fā)安全問(wèn)題。換熱器通過(guò)冷卻液循環(huán)系統(tǒng)，將電池產(chǎn)生的熱量帶走。冷卻液在電池內(nèi)部的冷卻管道中流動(dòng)，吸收電池的熱量后，再流到外部的換熱器（如板式換熱器）中。在換熱器中，冷卻液與外界空氣或其他低溫介質(zhì)進(jìn)行熱交換，將熱量釋放出去，然后再回到電池繼續(xù)進(jìn)行冷卻，如此循環(huán)往復(fù)，確保電池始終處于適宜的工作溫度范圍。

電機(jī)和電控系統(tǒng)同樣離不開換熱器的呵護(hù)。電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，由于繞組電阻、鐵心損耗等原因會(huì)產(chǎn)生熱量，電控系統(tǒng)中的功率器件在工作時(shí)也會(huì)發(fā)熱。如果這些熱量不能及時(shí)散發(fā)，會(huì)使電機(jī)和電控系統(tǒng)的性能下降，甚至損壞。換熱器通過(guò)冷卻介質(zhì)（如冷卻液或空氣），將電機(jī)和電控系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量傳遞出去，保證它們?cè)谡５臏囟确秶鷥?nèi)穩(wěn)定運(yùn)行，從而延長(zhǎng)其使用壽命，提高車輛的可靠性和安全性。

換熱器的多樣類別

在新能源汽車熱管理空調(diào)系統(tǒng)中，換熱器家族可謂是?“人才輩出”，不同類型的換熱器憑借各自獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，在汽車熱管理領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。下面，讓我們一起走進(jìn)換熱器的?“多彩世界”，認(rèn)識(shí)幾位?“明星成員”。

（一）管片式換熱器：昔日老將，漸隱舞臺(tái)

管片式換熱器是換熱器家族中的?“元老”，它的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，就像搭積木一樣，由一根根銅管和一片片鋁翅片組合而成。在擴(kuò)管過(guò)程中，鋁翅片和銅管緊密地粘附在一起 ，形成了一個(gè)看似堅(jiān)固的整體。在早期的汽車空調(diào)系統(tǒng)中，管片式換熱器憑借加工簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟、成本低等優(yōu)點(diǎn)，曾占據(jù)著重要地位，是當(dāng)之無(wú)愧的?“老將”。

然而，隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，管片式換熱器的缺點(diǎn)也逐漸暴露出來(lái)。汽車在行駛過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生持續(xù)的振動(dòng)，這使得管片之間的連接變得松動(dòng)，就像一座年久失修的橋梁，連接處開始出現(xiàn)裂縫。同時(shí)，溫度的交替變化也讓管和散熱片的熱膨脹和收縮程度不同，導(dǎo)致管片之間的接觸不良，熱阻隨之增加，就像給熱量傳遞的道路上設(shè)置了重重障礙。這不僅降低了換熱器的可靠性、性能和壽命，還使得它在應(yīng)對(duì)現(xiàn)代汽車空調(diào)系統(tǒng)日益增長(zhǎng)的高效換熱需求時(shí)顯得力不從心。此外，當(dāng)它應(yīng)用于蒸發(fā)器時(shí)，如果管壁溫度低于空氣的露點(diǎn)溫度，通過(guò)蒸發(fā)器管表面的空氣就會(huì)凝結(jié)成水，冷凝水的出現(xiàn)進(jìn)一步增加了熱阻，排水效果不足也限制了它在汽車空調(diào)中的使用。如今，這位?“老將”?已逐漸隱退，很少在汽車空調(diào)系統(tǒng)中出現(xiàn)，只有一些大型的客運(yùn)和工程車輛還在使用它作為蒸發(fā)器。

（二）管帶式換熱器：過(guò)渡先鋒，功成身退

管帶式換熱器是在管片式換熱器的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，它可以說(shuō)是一位?“過(guò)渡先鋒”。它采用機(jī)械方法將鋁合金材料加工成管狀結(jié)構(gòu)，并將其轉(zhuǎn)變成等距的曲折管，然后再用特定的加工方法將管板結(jié)構(gòu)連接起來(lái)，形成永久性連接。這種結(jié)構(gòu)改進(jìn)使得它在汽車成型過(guò)程中能更好地滿足需求，工作時(shí)間比管片式換熱器更長(zhǎng)，換熱性能也有了進(jìn)一步提升。

但管帶式換熱器也并非完美無(wú)缺。在實(shí)際使用中，它的換熱器性能仍不盡人意，制造多通道管的過(guò)程也較為復(fù)雜，這就好比制作一件精美的手工藝品，雖然看起來(lái)不錯(cuò)，但制作難度大、成本高。因此，盡管它在換熱器發(fā)展歷程中起到了一定的過(guò)渡作用，但在實(shí)際的汽車空調(diào)中，它也很少被使用，完成了自己的歷史使命后，逐漸淡出了人們的視野。

（三）平行流式換熱器：行業(yè)中堅(jiān)，性能卓越

平行流式換熱器是目前汽車空調(diào)系統(tǒng)中的?“中流砥柱”，屬于第三代汽車空調(diào)熱交換器。它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分巧妙，基于管帶式冷凝器進(jìn)行了創(chuàng)新，制冷劑可以在一個(gè)方向或兩個(gè)方向上串聯(lián)改變，也可以在平行于兩個(gè)方向上平行改變，實(shí)現(xiàn)多次流入和流出。它采用了扁管擠出技術(shù)、百葉窗翅片成型技術(shù)和真空焊接技術(shù)，由分流管、扁管和歧管組成。制冷劑流經(jīng)歧管后，進(jìn)入多個(gè)扁平管進(jìn)行熱交換，每個(gè)扁平管都有多個(gè)通道，大大增加了換熱面積。在扁平管的末端，制冷劑再進(jìn)入歧管，然后重新分配進(jìn)入下一個(gè)流程。由于制冷劑在冷卻過(guò)程中體積流量逐漸減小，每排扁平管的數(shù)量也會(huì)相應(yīng)逐漸減少。扁管的流動(dòng)通道橫截面可以是矩形、三角形或圓形，內(nèi)壁可以是光滑管，也可以是內(nèi)翅片，扁平管之間還有帶有擋板的波紋狀散熱片，進(jìn)一步強(qiáng)化了換熱效果。

平行流式換熱器的高效換熱能力和緊湊的結(jié)構(gòu)使其成為了汽車空調(diào)系統(tǒng)的主流選擇。它就像一位全能選手，在換熱效率、結(jié)構(gòu)緊湊性、耐壓性等方面都表現(xiàn)出色，能夠很好地滿足新能源汽車對(duì)熱管理系統(tǒng)的嚴(yán)格要求，為汽車的高效運(yùn)行提供了有力保障。

（四）層疊式換熱器：創(chuàng)新之星，嶄露頭角

層疊式換熱器是換熱器家族中的?“創(chuàng)新之星”，它保留了管翅片式換熱器和管式換熱器的工作特性，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了大膽創(chuàng)新，將?U?型板式換熱器設(shè)計(jì)成新型的空調(diào)換熱器系統(tǒng)。在加工過(guò)程中，板上會(huì)被加工成波紋狀，這種獨(dú)特的設(shè)計(jì)確保了空調(diào)系統(tǒng)具有良好的制冷性能，能夠在運(yùn)行期間與車輛內(nèi)部的空氣進(jìn)行高效熱交換。

在汽車公司的設(shè)計(jì)中，還會(huì)采用各種形狀的鋁翅片，如波紋狀翅片和多孔翅片，進(jìn)一步提升換熱器的性能。層疊式換熱器具有結(jié)構(gòu)緊湊、換熱效率高、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，在汽車空調(diào)系統(tǒng)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，尤其是在一些對(duì)空間和性能要求較高的新能源汽車中，它正逐漸嶄露頭角，成為熱管理系統(tǒng)中的重要一員?。

換熱器在新能源汽車中的應(yīng)用實(shí)例

不同品牌的新能源汽車，根據(jù)自身的設(shè)計(jì)理念、技術(shù)路線以及市場(chǎng)定位，在熱管理系統(tǒng)中選用了不同類型的換熱器，以滿足各自的需求。

特斯拉?Model Y?作為新能源汽車領(lǐng)域的明星車型，其熱管理系統(tǒng)堪稱行業(yè)典范。它采用了大型集成式八通閥，將熱泵空調(diào)系統(tǒng)和電機(jī)、電池?zé)峁芾砘芈非擅畹貏?dòng)態(tài)結(jié)合在一起 。在這個(gè)系統(tǒng)中，平行流式換熱器發(fā)揮了關(guān)鍵作用。在電池?zé)峁芾矸矫?#xff0c;平行流式換熱器能夠高效地將電池產(chǎn)生的熱量傳遞給冷卻液，確保電池始終處于最佳工作溫度范圍。在制冷和制熱過(guò)程中，它也能快速實(shí)現(xiàn)熱量的交換，為車內(nèi)提供舒適的溫度環(huán)境。這種設(shè)計(jì)不僅實(shí)現(xiàn)了電機(jī)余熱回收，減少了管路用量，達(dá)到了節(jié)能降本的效果，還通過(guò)采用?R1234yf?冷媒的多功能熱泵，加強(qiáng)了低溫環(huán)境下熱管理回路的制熱量和制熱效率，有效提升了續(xù)航里程，改善了車主的使用體驗(yàn) 。

比亞迪在新能源汽車技術(shù)研發(fā)方面一直處于領(lǐng)先地位，其在熱管理系統(tǒng)中對(duì)換熱器的應(yīng)用也獨(dú)具匠心。例如，比亞迪申請(qǐng)的口琴管式換熱器專利，通過(guò)在口琴管的流道內(nèi)側(cè)壁設(shè)置凸出部和?/?或凹陷部，能夠使液態(tài)流體（冷媒）迅速成核，防止大核體在流道內(nèi)側(cè)壁形成邊界層，從而顯著提高了換熱能力，滿足了動(dòng)力電池嚴(yán)苛的換熱需求 。在實(shí)際車型中，比亞迪根據(jù)不同車型的特點(diǎn)和需求，靈活選用換熱器。在一些高端車型中，采用了換熱效率更高的層疊式換熱器，進(jìn)一步提升了熱管理系統(tǒng)的性能，為車輛的高性能運(yùn)行提供了有力保障。

奧迪?e-tron GT quattro?使用的是間接液基系統(tǒng)，由冷卻板形成，將電池和工作流體分開，使用水和乙二醇的混合物作為冷卻介質(zhì)，由暖通空調(diào)系統(tǒng)冷卻或加熱。在這個(gè)系統(tǒng)中，管片式換熱器雖然在現(xiàn)代汽車空調(diào)中使用較少，但由于其成本低、加工簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在一些對(duì)成本控制較為嚴(yán)格的部件冷卻中仍可能被選用。而在需要高效換熱的關(guān)鍵部位，如電池冷卻系統(tǒng)，可能會(huì)采用平行流式換熱器，確保在復(fù)雜的工況下，電池始終能保持在?30℃至?35℃的最佳工作溫度區(qū)間，同時(shí)在?- 30°C?至?50°C?的極端環(huán)境條件下，也能有效管理電池組的溫度 。

這些不同品牌新能源汽車對(duì)換熱器的應(yīng)用案例充分表明，換熱器的選擇直接關(guān)系到新能源汽車熱管理系統(tǒng)的性能優(yōu)劣，進(jìn)而影響到車輛的整體性能、安全性和用戶體驗(yàn)。隨著新能源汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，換熱器的技術(shù)也在持續(xù)創(chuàng)新和進(jìn)步，未來(lái)我們有望看到更多高效、節(jié)能、緊湊的換熱器應(yīng)用于新能源汽車領(lǐng)域，為新能源汽車的發(fā)展注入新的活力?。

未來(lái)展望：換熱器的創(chuàng)新之路

隨著新能源汽車技術(shù)的不斷進(jìn)步，換熱器作為熱管理系統(tǒng)的核心部件，也在不斷創(chuàng)新發(fā)展，以適應(yīng)新能源汽車日益增長(zhǎng)的性能需求。在未來(lái)，換熱器將朝著集成化、高效化、輕量化的方向大步邁進(jìn)。

集成化是換熱器發(fā)展的重要趨勢(shì)之一。未來(lái)的換熱器可能會(huì)與其他熱管理組件，如泵、閥、控制器等集成在一起，形成一個(gè)高度集成的熱管理模塊。這樣不僅可以減少系統(tǒng)的體積和重量，降低管路連接的復(fù)雜性，還能提高系統(tǒng)的整體性能和可靠性?。就像智能手機(jī)一樣，將各種功能模塊高度集成，使得手機(jī)體積更小、性能更強(qiáng)。通過(guò)集成化設(shè)計(jì)，換熱器能夠更好地與新能源汽車的其他系統(tǒng)協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的熱量控制和能量回收利用，進(jìn)一步提升新能源汽車的能效和續(xù)航里程。

高效化也是換熱器發(fā)展的關(guān)鍵目標(biāo)。科研人員將不斷探索新的換熱材料和結(jié)構(gòu)，研發(fā)更高效的換熱技術(shù)，以提高換熱器的換熱效率。例如，采用納米材料、新型復(fù)合材料等，這些材料具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能和熱穩(wěn)定性，能夠大大提升換熱器的換熱效果。同時(shí)，優(yōu)化換熱器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如改進(jìn)翅片形狀、增加換熱面積等，也能有效提高換熱效率。未來(lái)的換熱器將在更短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更大量的熱量傳遞，為新能源汽車的高效運(yùn)行提供更強(qiáng)大的支持。

輕量化對(duì)于新能源汽車來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，它直接關(guān)系到車輛的能耗和續(xù)航里程。在未來(lái)，換熱器將通過(guò)采用輕質(zhì)材料和優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)輕量化目標(biāo)。鋁合金、鎂合金等輕質(zhì)金屬材料將在換熱器制造中得到更廣泛的應(yīng)用，這些材料不僅重量輕，而且具有良好的導(dǎo)熱性和耐腐蝕性。此外，通過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化等先進(jìn)設(shè)計(jì)方法，去除換熱器結(jié)構(gòu)中的冗余部分，使換熱器在保證性能的前提下，重量大幅降低。就如同飛機(jī)的設(shè)計(jì)一樣，通過(guò)采用輕質(zhì)材料和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)的輕量化，從而提高了飛行效率和燃油經(jīng)濟(jì)性。

可以預(yù)見(jiàn)，在未來(lái)新能源汽車熱管理系統(tǒng)的發(fā)展中，換熱器將不斷創(chuàng)新，為新能源汽車的性能提升和可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)更多的力量。相信在不久的將來(lái)，我們會(huì)看到更多高效、節(jié)能、智能的換熱器應(yīng)用在新能源汽車上，為我們帶來(lái)更加綠色、便捷、舒適的出行體驗(yàn)。