电子产品世界

 火焰山遥八百程，火光大地有声名。火煎五漏丹难熟，火燎三关道不清。

       火焰山，遥距千里之外，其名声却如火光般照耀大地，自古便在吴承恩的《西游记》中留下了炽热而鲜明的印记。而今，在新能源汽车产业蓬勃兴起的时代浪潮中，确保车辆在极端环境下的稳定与安全，成为了各大车企亟待攻克的重要命题。

新能源汽车前往吐鲁番高温测试基地的首要目的是评估车辆在高温环境下的综合性能。吐鲁番以其极端的高温条件，为新能源汽车提供了一个天然的极限测试环境。在这一环境中，车辆的电池管理系统、冷却系统、空调系统等关键部件将面临严峻考验。通过模拟极端高温条件，车企可以全面评估车辆在高温下的充电效率、放电稳定性、热管理能力以及乘客舒适度等方面的表现。

此外，高温测试还旨在发现新能源汽车在极端环境下的潜在问题。这些问题可能包括电池过热导致的性能下降、充电功率受限、车内空气质量恶化等。通过测试，车企能够及时发现并解决这些问题，从而提升产品的安全性和可靠性。

难过火焰山

       当初唐僧一行人是靠着铁扇公主的芭蕉扇才得以翻越火焰山，如今我们会关心新能源汽车没有“芭蕉扇”，能否在火焰山这样的环境下正常行驶。2024中汽夏测作为“汽车极端环境测试评价标准体系搭建及应用工作组”高温环境测试数据支撑和标准验证平台，基于消费者用车真实场景，选取42款国内主流车型进行测试，全面模拟消费者在夏季可能遇到的多样化用车环境与极端挑战。

       不卖关子，直接看看测试公布结果，有哪些新能源汽车通过了“火焰山”般的极端高温测试。

据了解，参加中汽夏测的42款车型中，纯电车型包括阿维塔12、比亚迪汉EV、红旗E-QM5、极氪001、上汽大众ID.3、特斯拉Model 3、蔚来ET5、小米SU7、比亚迪宋PLUS EV、零跑C11、特斯拉Model Y、腾势N7、蔚来ES6、小鹏G6、星途星纪元ET、一汽奥迪Q4 e-tron、一汽-大众ID.4 CROZZ。但是从上图可知，通过测试的仅仅有4款车型，极氪001、小米SU7、小鹏G6、星纪元ET。其中小米SU7获得了三项科目第一，包括湿滑路面紧急避险、高温直线加速、高温紧急制动三项。

除了中汽夏测这一测试平台之外，吉利也在吐鲁番揭牌了中国首个全球高温试验测试基地，基地制定了多种高温试验验证工况，包括城市广场路、蛇形广场路、高速路、NVH特殊路面等13种，能够全面考核车辆在极限高温条件下的综合性能表现，如转向性能、制动性能、空调热管理、车身稳定性、热老化及密封性等。

同样参与高温测试的还有鸿蒙智行旗下问界M9、问界新M7 Ultra与智界S7，它们作为中汽中心的首批参测车型，成功通过严苛高温考验。据介绍，中汽中心的测试涵盖高温环境下的充电功率、续航里程、VOC、空调降温、空调热舒适性、可靠性行驶等测试科目，全面评估车辆在高温环境下的综合表现。

千锤百炼为稳定

       众所周知，电池性能受温度波动影响显著，过低温度急剧削减电池容量与功率，甚至诱发短路风险；而高温则可能引发电池分解、腐蚀，极端情况下导致起火爆炸，因此高效的电池热管理愈发关键。动力电池的工作温度是其性能、安全及寿命的核心保障。具体而言，低温环境下电池活性受抑，充放电能力减弱，容量显著缩水，实验显示，-20℃时电池容量仅为常温下的43%，相比之下，10℃时仍能保持93%的放电能力。当前市场主流电池材料，如锰酸锂、磷酸铁锂及高性能三元材料等，均需精细的温度管理来优化其综合表现。

据资料显示，极氪001采用了宁德时代的Ni55电芯，通过独特的5：2：3镍钴锰配比及高电压单晶三元材料技术，确保了电池在高能量密度下的安全性，针刺实验下仅冒烟不自燃。小米SU7系列从标准版的弗迪动力磷酸铁锂电池，到Pro版的94.3kWh宁德时代神行铁锂电池组，再到Max版的101kWh宁德时代麒麟三元锂电池组。此外，问界M7和M9增程版也分别搭载了宁德时代的40kWh和42kWh三元锂电池，展现了品牌对高性能电池的持续追求。

在脱离了传统油车发动机作为动力来源之后，电动车使用永磁电机作为驱动元件。永磁电机的功能是当动力电池处于放电过程时，驱动系统将动力电池的能量转化为机械能用于驱动车辆;当车辆处于制动状态时，驱动系统将机械能转转化为电能对动力电池进行充电。但驱动电机及电机控制器系统在工作过程中会因为绕组损耗、铁芯损耗、机械损耗产生很多的热量，这些热量如果一直聚集而不能散去就会使得驱动电机的温度上升，当温度升高到材料允许的最大温度值时，驱动电机的材料物理特性就会发生改变，使其性能变差，此外其绝缘材料也会失去绝缘能力，严重影响驱动系统的安全性能。

市场上不同品牌车型采用的电池材料和电机技术各异，但共同追求在极端温度条件下的安全稳定运行，因此，高效且精细的汽车热管理方案显得尤为重要，是确保性能与寿命的关键所在。

热管理是好法器

热管理指的是对于发热元件产生的热量进行转移释放的过程，其目的是确保系统或设备在一定温度范围内安全和高效运行，防止过热或过冷，从而延长设备的寿命和提高性能。例如在电子设备（如计算机、手机和平板电脑）中，热管理系统通过散热器、风扇和热管等方式散发器件产生的热量，以防止过热损坏元件。在新能源汽车中，热管理系统负责调节电池、电动机和电子设备的温度，以保持最佳性能和最长使用寿命。

在热管理解决方案中，核心零部件涵盖阀类、换热器、泵类、压缩机、传感器、管路及多种高频使用组件。随着汽车电动化趋势的迅猛推进，一系列创新零部件应运而生。相较于传统燃油车，新能源汽车的热管理系统显著升级，新增了电动压缩机、电子膨胀阀、电池专用冷却器及PTC加热器等关键部件，不仅提升了系统的集成度与复杂性，还大幅增加了单车配套的总价值。

目前受成本及技术制约，电池热管理在传导介质运用上并未统一，可分为风冷（主动式和被动式）、液冷和相变材料（PCM）3 大技术路径。风冷相对简单、无泄露风险，具有经济性，适用于初期发展的LFP 电池和小型车领域。相较于空气，液体冷却介质具有比热容大、换热系数高的特点，有效的弥补了空气冷却效率低的技术不足，是目前乘用车优化的主要方案，但成本较高。相变材料兼具换热效率及成本优势，且维护成本低，目前技术尚在试验室阶段。相变材料热管理技术未完全成熟，是未来最有潜力的电池热管理发展方向。

除了电池收到高温环境的挑战，电机电控及电子功率件等耐受温度低的部件对散热要求也十分高，还需额外添设冷却装置。电驱动系统及电子元器件的散热挑战不容忽视。鉴于这些部件对高温敏感，需配备专门的冷却装置以确保稳定运行。在驱动系统方面，高温是电机故障的元凶，安全隐患不容忽视。随着电磁负荷与单机容量的不断提升，冷却策略正由经济但低效的风冷逐步转向更为高效的液冷方案。

半导体元器件同样面临高温加速老化的挑战，每升温10℃，其疲劳老化寿命便减半，因此需集成冷却管路于整车热管理体系中。随着ADAS功能（如全速自适应巡航、全自动泊车）的普及，域控制器集成度提升，自动驾驶芯片功耗激增，促使热管理方案由自然散热向散热风扇及液冷散热等高级别方案演进。

除传统自然冷却外，目前驱动电机散热技术方案可分为3类：风冷、水冷和油冷。

1）风冷技术。自带同轴风扇来形成内风路循环或外风路循环，通过风扇产生足够的风量，以带走电动机所产生的热量。介质为电机周围的空气，空气直接送入电机内，吸收热量后向周围环境扩散。风冷技术优点在于结构简单，不用设计独立的冷却零件，维护方便及成本低。缺点在于散热效果和效率都不高，工作可靠性差，对天气和环境的要求较高。为保证足够的散热量需求，驱动电机需要增大与气流的接触面积，导致电机体积大和成本增加；驱动电机在车辆上使用时对应的工况较为复杂，风冷无法在各工况下保持所需的散热量，故仅在热负荷小的小型车驱动电机或辅助电机中采用风冷。

2）水冷技术。相比风冷，液体具有更高的比热，且可以根据需要主动调节系统温度，故而液冷具有更好的稳定性，可以迅速带走热量，实现温度的快速降低，提高电机的效率和寿命。国内新能源汽车技术路线主要采用水冷的方式，技术难度较低，已经实现了大面积的产业化，通过布置在电动机壳体内的水道，冷却液将电动机工作时产生的热量带走，确保电动机在高效率区间运行，同时保证电机的润滑和绝缘，主要应用于BEV驱动电机。

3）油冷技术。油冷一般采用机油（润滑油），因为局部不导磁、不易燃、不导电、导热好的特性，对电机磁路无影响，因此散热效率更高的油冷技术成为研究热点。

车内降温还得看空调

随着消费者对汽车舒适性要求的日益提升，驾驶舱内的热管理技术变得愈发关键。在制冷技术革新方面，电动压缩机正逐步取代传统压缩机，成为主流选择，特别是与电池及空调冷却系统的高效集成，进一步增强了系统的整体性能。

技术细节上，传统燃油车倾向于采用斜盘式压缩机，而新能源汽车则普遍青睐涡旋式压缩机，这一转变不仅提升了效率、减轻了重量、降低了噪音，还完美契合了电动汽车的电驱动特性。涡旋式压缩机以其结构简单、运行平稳著称，其容积效率相比斜盘式压缩机高出约60%，显著优化了制冷效能。

鉴于新能源汽车与传统燃油车在动力源上的根本差异——前者采用电机驱动而非发动机，其空调系统的压缩机也相应地从发动机驱动转变为电机驱动。这一转变促使电动压缩机成为新能源汽车制冷系统的核心部件，通过冷凝放热、蒸发吸热的物理原理，为乘客舱提供高效、舒适的降温体验。目前，新能源汽车广泛采用涡旋式电动压缩机，以其卓越的性能满足了市场对高效、环保、静音的多元化需求。

新能源汽车还需努力“修行”

近两年，通过一系列高温测试，不仅检验了新能源汽车在极端条件下的稳定性与安全性，也推动了电池热管理技术、电机电控系统以及整车热管理方案的创新与发展。从风冷到液冷，再到相变材料技术的探索，新能源汽车的热管理系统正不断升级，为车辆在复杂多变的环境中提供坚实的保障。

未来，随着技术的进步和成本的降低，新能源汽车将能够在更加广阔和复杂的环境中展现出其卓越的性能和可靠性，为消费者带来更加安全、舒适、便捷的出行体验。新能源汽车集体西行的征程，不仅是技术与勇气的展现，更是对绿色出行、可持续发展承诺的践行。

关键词： 新能源汽车 热管理 电池 电机

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