TDK電子元件在熱管理中的作用

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

為何熱管理會影響電動汽車的性能

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

內(nèi)燃機汽車和電動汽車的熱系統(tǒng)對比

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

電動汽車的熱管理技術(shù)

在電動汽車中，用于控制多個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，確保部件保持在最佳運行溫度。它還會與空調(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)還會根據(jù)外部環(huán)境的溫度變化進行相應(yīng)變化。在冬季或寒冷的氣候時，它能防止電池溫度過低而導(dǎo)致性能下降，確保即使在低溫環(huán)境中也能穩(wěn)定運行。

該系統(tǒng)通過空氣冷卻（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)到每個電池單元，以防止過熱。類似系統(tǒng)還用于冷卻電機。

電動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 傳感器和電機控制器非常適合熱管理

霍爾傳感器和嵌入式電機控制器是對于控制空氣冷卻系統(tǒng)和調(diào)節(jié)制冷劑液體流動不可或缺的電子元件。在空氣冷卻系統(tǒng)中，電機控制器用于控制主動進氣格柵設(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)動進氣格柵的電機，調(diào)節(jié)外部空氣的流入，以冷卻部件。當不需要空氣冷卻時，可以關(guān)閉格柵以減少空氣動力阻力，從而延長車輛駕駛距離。

主動進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自動關(guān)閉，以減少空氣阻力。

電機控制器還用于液體冷卻系統(tǒng)，其中電機驅(qū)動控制液體、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，以確保電池、電機和其他部件能在合適的溫度下運行。

TDK 產(chǎn)品包括霍爾傳感器和電機控制器，廣泛用于各種冷卻系統(tǒng)的執(zhí)行器。它們在各種溫度環(huán)境下都能準確運行，精確控制進氣格柵和閥門進行空氣冷卻，有助于提高電動汽車的性能。

Berko Kletzander 任職于 TDK 集團公司 TDK-Micronas，負責(zé)產(chǎn)品營銷，他介紹了產(chǎn)品的優(yōu)勢。“熱管理對于電動汽車和內(nèi)燃機汽車來說都很重要。但是，由于電動汽車不能使用電機作為熱源，而鋰離子電池需要根據(jù)外部溫度進行加熱或冷卻，因此需要更復(fù)雜的熱管理，這通常會大大增加所需元件的數(shù)量?！盞letzander 繼續(xù)說道：“TDK 提供豐富的集成嵌入式電機控制器產(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)品組合包含十個設(shè)備，專為提高電動汽車熱系統(tǒng)的性能和降低成本而設(shè)計?！?/p>

熱管理在電動汽車的未來發(fā)展中將發(fā)揮重要作用。自動駕駛系統(tǒng)和車載 AI 等新技術(shù)將會推動車載計算機的處理能力，并帶來新的熱管理挑戰(zhàn)。就像過熱會導(dǎo)致筆記本電腦故障一樣，電動汽車的功能故障也會導(dǎo)致嚴重的安全問題。高效的熱管理將會越來越重要，因為它可以使尖端技術(shù)提高電動汽車的性能和安全性。