TDK電子元件在熱管理中的作用

近年來(lái)，以二氧化碳排放量低為特點(diǎn)的電動(dòng)汽車 (EV) 得到了廣泛普及。從內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)向混合動(dòng)力汽車，再到完全依靠電池和電機(jī)運(yùn)行的純電動(dòng)汽車，開發(fā)工程師的重點(diǎn)也從發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向了電動(dòng)汽車特有的全新挑戰(zhàn)。本次為大家介紹的是熱管理對(duì)解鎖電動(dòng)汽車性能的重要性，以及 TDK 電子元件在其中的作用。

為何熱管理會(huì)影響電動(dòng)汽車的性能

在傳統(tǒng)的燃油車中，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒產(chǎn)生的熱量可用來(lái)為乘客艙、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油等供熱。而電動(dòng)汽車的熱效率非常高，所以電池和電機(jī)等內(nèi)部部件的無(wú)法作為熱源使用。因此，電動(dòng)汽車需要加熱器來(lái)保持舒適的車內(nèi)溫度，這就需要從駕駛用的電池汲取寶貴的電能。此外，用于電動(dòng)汽車的鋰離子電池必須要根據(jù)環(huán)境溫度進(jìn)行冷卻或加熱，以最大化提高電池性能并延長(zhǎng)車輛駕駛距離。如果鋰離子電池過(guò)熱，不僅會(huì)縮短使用壽命，還會(huì)直接導(dǎo)致充電時(shí)間延長(zhǎng)、行駛距離縮短以及其他性能下降。簡(jiǎn)而言之，鑒于舒適性和電池節(jié)能的雙重要求，有效的熱控制對(duì)于電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)遠(yuǎn)比燃油車更重要。

內(nèi)燃機(jī)汽車和電動(dòng)汽車的熱系統(tǒng)對(duì)比

與內(nèi)燃機(jī)汽車相比，電動(dòng)汽車需要更多元件進(jìn)行熱管理，因此需要更復(fù)雜的熱系統(tǒng)。

電動(dòng)汽車的熱管理技術(shù)

在電動(dòng)汽車中，用于控制多個(gè)車輛部件溫度的熱管理系統(tǒng)非常復(fù)雜：它能高效地冷卻和加熱電池和電機(jī)，確保部件保持在最佳運(yùn)行溫度。它還會(huì)與空調(diào)系統(tǒng)的加熱器和加熱泵協(xié)通工作，為乘客維持舒適的車內(nèi)溫度。此外，熱管理系統(tǒng)還會(huì)根據(jù)外部環(huán)境的溫度變化進(jìn)行相應(yīng)變化。在冬季或寒冷的氣候時(shí)，它能防止電池溫度過(guò)低而導(dǎo)致性能下降，確保即使在低溫環(huán)境中也能穩(wěn)定運(yùn)行。

該系統(tǒng)通過(guò)空氣冷卻（吸入外部空氣）或液體冷卻（使用制冷劑）使部件保持在所需溫度。例如，冷卻系統(tǒng)可以將制冷劑均勻地循環(huán)到每個(gè)電池單元，以防止過(guò)熱。類似系統(tǒng)還用于冷卻電機(jī)。

電動(dòng)汽車中的鋰離子電池位于座椅下面，通常占車輛重量的 20%-30%。它是車輛的主要熱源。

TDK 傳感器和電機(jī)控制器非常適合熱管理

霍爾傳感器和嵌入式電機(jī)控制器是對(duì)于控制空氣冷卻系統(tǒng)和調(diào)節(jié)制冷劑液體流動(dòng)不可或缺的電子元件。在空氣冷卻系統(tǒng)中，電機(jī)控制器用于控制主動(dòng)進(jìn)氣格柵設(shè)備，該設(shè)備安裝在車輛的前格柵后面。根據(jù)車輛內(nèi)部部件以及駕駛員的熱需求，精確控制驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣格柵的電機(jī)，調(diào)節(jié)外部空氣的流入，以冷卻部件。當(dāng)不需要空氣冷卻時(shí)，可以關(guān)閉格柵以減少空氣動(dòng)力阻力，從而延長(zhǎng)車輛駕駛距離。

主動(dòng)進(jìn)氣格柵安裝在前格柵后面，幫助優(yōu)化車輛的內(nèi)部溫度，并在不需要空氣冷卻時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，以減少空氣阻力。

電機(jī)控制器還用于液體冷卻系統(tǒng)，其中電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制液體、制冷劑和水分配的閥門，而霍爾傳感器則幫助調(diào)節(jié)分配。這樣可以精確調(diào)節(jié)制冷劑的流動(dòng)，以確保電池、電機(jī)和其他部件能在合適的溫度下運(yùn)行。

TDK 產(chǎn)品包括霍爾傳感器和電機(jī)控制器，廣泛用于各種冷卻系統(tǒng)的執(zhí)行器。它們?cè)诟鞣N溫度環(huán)境下都能準(zhǔn)確運(yùn)行，精確控制進(jìn)氣格柵和閥門進(jìn)行空氣冷卻，有助于提高電動(dòng)汽車的性能。

Berko Kletzander 任職于 TDK 集團(tuán)公司 TDK-Micronas，負(fù)責(zé)產(chǎn)品營(yíng)銷，他介紹了產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)。“熱管理對(duì)于電動(dòng)汽車和內(nèi)燃機(jī)汽車來(lái)說(shuō)都很重要。但是，由于電動(dòng)汽車不能使用電機(jī)作為熱源，而鋰離子電池需要根據(jù)外部溫度進(jìn)行加熱或冷卻，因此需要更復(fù)雜的熱管理，這通常會(huì)大大增加所需元件的數(shù)量。”Kletzander 繼續(xù)說(shuō)道：“TDK 提供豐富的集成嵌入式電機(jī)控制器產(chǎn)品組合。HVC 4x 系列 于2016 年開始量產(chǎn)，已經(jīng)銷售一億多套，而現(xiàn)在的 HVC 5x 產(chǎn)品組合包含十個(gè)設(shè)備，專為提高電動(dòng)汽車熱系統(tǒng)的性能和降低成本而設(shè)計(jì)。”

熱管理在電動(dòng)汽車的未來(lái)發(fā)展中將發(fā)揮重要作用。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和車載 AI 等新技術(shù)將會(huì)推動(dòng)車載計(jì)算機(jī)的處理能力，并帶來(lái)新的熱管理挑戰(zhàn)。就像過(guò)熱會(huì)導(dǎo)致筆記本電腦故障一樣，電動(dòng)汽車的功能故障也會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的安全問(wèn)題。高效的熱管理將會(huì)越來(lái)越重要，因?yàn)樗梢允辜舛思夹g(shù)提高電動(dòng)汽車的性能和安全性。