新能源车热管理系统发展的3个阶段
发布时间：
2025-06-23
第一阶段
第一代热管理系统：电池空冷或液冷、PTC制热、电机电控液冷，且相互独立。
第一代热管理系统
新能源车发展初期，基本以电池、电机等动力系统替代燃油车发动机的基础上发展。正常行驶中电池系统会出现发热，而其高效的工作温度为15-35℃。由于空冷结构简单，成本较低，便于维护，从而得到了初期新能源汽车的广泛应用。
随着电机功率和充电功率的提升，空冷已不能满足电池热管理需求，逐渐升级为液冷。冬季由于环境温度较低，采用PTC对冷却液加热，然后冷却液将热量传导给电池系统。而驾驶舱内的制冷需求，沿用燃油车时代的制冷系统：将机械式空调压缩机升级为电动压缩机；制热需求通常采用 PTC 加热实现。整体上方案优点是简单，成本低，结构复杂度较低；缺点是能耗高， 冬季续航里程短。
第二阶段
第二代热管理系统：电池液冷、PTC 制热，电机电控液冷，可以利于电机电控余热加热电池系统，热循环利用。
在第一代基础上，实现电机电控和电池热管理回路的串并联，从而充分利用电机电控的余热对电池系统加热，冬季减少PTC使用，提高电动汽车整体的热管理效率，提高电动汽车续航里程。
如小鹏P7，采用一个四通阀，实现电机电控冷却回路和电池包总成冷却回路的连通。在电池包不需要进行加热时，电机电控回路热量通过前端 模块的电机散热器总成实现散热需求，需要加热时，冷却液将电机电控的热量带出，并流经电池包冷却回路；若热量不足，通过PTC进行辅助加热，实现节能。
小鹏 P7 采用电机电控余热循环利用热管理方案
第二代热管理系统对驾驶舱和电池的加热需求仍然通过PTC实现。驾驶舱的制热需求，一般采用风暖PTC加热器。
PTC加热周围空气，然后鼓风系统将空气吹入驾驶舱实现制热功能。另外，也可以采用水暖 PTC 加热器来加热冷却液，然后冷却液流经暖风气芯实现驾驶舱的暖风制热。电池系统的加热需求，主要采用水暖PTC加热器对冷却液进行加热，实现对电池包的加热。
但PTC的功率一般在1-6kW，百公里耗电量将额外增加 4-6kWh 的电量消耗。举个例子，满电驾驶时间在4-5h，PTC加热会让新能源车的满电续航减少100-150公里，这也是冬季开暖风后续航打折的原因。
PTC 风暖加热器(左）；PTC 水暖加热器（右）
第三阶段
——第三代热管理系统：新增热泵，采用热泵系统，整体热管理系统效率更高，且更加复杂， 冷媒侧和水媒侧实现集成化，整体向集成化方向发展，以特斯拉model Y为代表。
在冷媒侧，新增室内冷凝器和冷媒三通阀来实现热泵供热的需求，替代了原有的高压 PTC 加热。新增两个低压PTC加热主要实现除霜、除雾和辅助加热的功能。通常来讲，采用热泵系统进行替代后，百公里耗电量将节省2-3kwh，实现整体续航 10%-15%的提升。
特斯拉 model Y 余热回收与集成化热泵
特斯拉 model Y通过八通阀，将四个主要回路进行了连通，实现整个热管理系统的高效运行——实现12种制热、除雾、除霜和去湿工作模式。通过八通阀，不仅可实现电机电控余热循环加热电池，还可以间接将热量传递给驾驶舱；另外，能使电机电控系统、水冷冷凝器、低温散热器的串联，使电机电控回路和冷凝器共用一个散热器。
电池热管理回路也可以与Chiller 回路串联，实现电池回路的降温，该热量也可以间接 被热泵利用加热驾驶舱。电池热管理回路也可以与水冷冷凝器回路进行串联，通过水冷冷 凝器的热泵功能加热电池系统。
通过八通阀，可以灵活控制电池与电机电控的热管理回路、Chiller 冷却回路、水冷冷凝器制热回路的整体工作状态，实现新能源汽车热管理模块效率的最大化。
特斯拉 model Y 八通阀实现电池、电机电控、Chiller 冷却、水冷冷凝器制热的最优配置
比亚迪海豚电池热管理采用冷媒直冷，具有效率高的优点。在新能源汽车热管理方面，比亚迪的理解同样代表着一种发展趋势。其电池热管理回路直接接入到冷媒侧，采用冷媒直接对电池系统进行热管理。
电池直冷优点明显：
热管理效率高，直接采用冷媒实现与电池的热交换，而不用通过冷媒→冷却液→电池系统的热量传导，提高热管理系统的效率，但也增加了技术难度，电池热管理回路一般较长，电池系统的热管理控制的均匀性以及热管理系统的密封性将给前期开发带来较高的技术挑战。
第三代热管理系统：比亚迪海豚电池直冷及热泵集成化设计
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