電驅(qū)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車三大核心系統(tǒng)之一，是車輛行駛的主要驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特性決定了車輛的主要性能指標(biāo)，直接影響車輛動(dòng)力性、 經(jīng)濟(jì)性和用戶駕乘感受。電動(dòng)汽車三合一電驅(qū)系統(tǒng)技術(shù)是指將電控、電機(jī)和減速器集成為一體的技術(shù)，隨著電動(dòng)汽車技術(shù)的不斷演進(jìn)，集成化設(shè)計(jì)將無(wú)可爭(zhēng)辯地成為未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。而此三合一系統(tǒng)的冷卻換熱是保證系統(tǒng)在復(fù)雜工況持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。
以往電驅(qū)系統(tǒng)的主要冷卻方式除少數(shù)采用風(fēng)冷外，絕大部分采用水冷方式，但其無(wú)法直接冷卻熱源，電機(jī)繞組處的熱量需經(jīng)過(guò)槽內(nèi)絕緣層、電機(jī)定子才能傳遞到外殼被水帶走，傳遞路徑長(zhǎng)，散熱效率低，且各部件之間的配合公差更是影響了傳遞路徑的熱阻大小。而油冷與水冷相比，其具有絕緣性能良好，沸點(diǎn)高，使冷卻液在低溫下不易結(jié)冰，高溫下不易沸騰的優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)直接接觸冷卻，進(jìn)一步提升功率密度，已快速成為混動(dòng)車型及純電動(dòng)車型的電驅(qū)冷卻方式的一個(gè)趨勢(shì)。 三合一電驅(qū)系統(tǒng)的油冷器，具有優(yōu)異的換熱性能。同時(shí)在制造工藝上采用先進(jìn)的真空釬焊技術(shù)，使產(chǎn)品具有高清潔度和焊接強(qiáng)度，從而達(dá)到卓越的耐久性能。
特斯拉前電驅(qū)動(dòng)-油冷器與殼體接觸區(qū)域采用O形圈進(jìn)行密封，內(nèi)置多層油道與水道，并相互獨(dú)立，并由相應(yīng)的冷卻液或潤(rùn)滑油通過(guò)，采用釬焊進(jìn)行密封隔絕，如所示。圖 Tesla Model S Plaid前電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)-油冷器特斯拉后電驅(qū)動(dòng)-油冷器如圖所示，固定方式為螺栓，螺栓個(gè)數(shù)為2個(gè)，并非為4個(gè)，需要注意；進(jìn)/出油孔為O形圈密封，與Tesla以往箱型一致。圖Tesla Model S Plaid后電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)-油冷器面對(duì)全球氣候變化和化石能源短缺，各國(guó)主機(jī)廠正積極推進(jìn)新能源電動(dòng)汽車和燃料電池汽車的研發(fā)，以替代傳統(tǒng)燃油車。電動(dòng)汽車主要使用高能密度的鋰離子電池作為動(dòng)力, 這種電池在20-40℃的溫度范圍內(nèi)工作最佳，溫度過(guò)高或過(guò)低會(huì)縮短其使用壽命并減少汽車的續(xù)航里程。因此，電池的溫度管理成為確保最佳續(xù)航的關(guān)鍵。目前，主流的熱管理技術(shù)包括風(fēng)冷、液冷和制冷劑直冷。風(fēng)冷雖成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但換熱效果欠佳; 而制冷劑直冷系統(tǒng)雖效率較高，但對(duì)電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的耐壓有挑戰(zhàn)。所以液冷模式成為電池?zé)峁芾硎走x。
制冷劑通過(guò)蒸發(fā)過(guò)程吸收電池冷卻液中的熱量，從而降低冷卻液的溫度。這種冷卻液隨后被送入電池冷卻系統(tǒng)，幫助電池維持在適宜的工作溫度。相比于風(fēng)冷，液冷的效率明顯更高。為了實(shí)現(xiàn)這種高效的冷卻，我們使用了鋁制的板式換熱器，也稱為電池冷卻器，它不僅確保電池得到最佳的冷卻效果，還能回收電機(jī)和電控產(chǎn)生的余熱。圖1為大家展示了電動(dòng)汽車的雙蒸發(fā)空調(diào)系統(tǒng)和專門的電池冷卻流程。其中，電池冷卻器充當(dāng)了一個(gè)蒸發(fā)器的角色，吸取冷卻液的熱量。當(dāng)冷卻液被冷卻后，它流入系統(tǒng)，幫助調(diào)整電池的溫度。
因此，液冷模式已經(jīng)成為目前主流的熱管理模式。電池冷卻器（chiller）又是液冷電動(dòng)汽車中調(diào)節(jié)電池包溫度的關(guān)鍵零部件。
電動(dòng)汽車與燃油汽車相比，具有更多的空調(diào)模式和更復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。為了更高效地利用有限空間，零部件的設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵。借助UFI在油冷器技術(shù)的多年經(jīng)驗(yàn)積累，我們引入了U-flow板式換熱器。在與傳統(tǒng)換熱器同樣的空間內(nèi)，U-flow提供了更優(yōu)化的流通路徑和更大的換熱面積，從而顯著提高了換熱效率。
制冷劑側(cè)采用凸點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，相比于傳統(tǒng)的人字波板片，凸點(diǎn)板能幫助制冷劑在換熱器內(nèi)部更快的進(jìn)入湍流狀態(tài)，從而提高冷卻液的換熱效果；冷卻液側(cè)則使用擾流帶設(shè)計(jì)，在提高換熱量的同時(shí)減小流阻，使性能達(dá)到最優(yōu)。電池冷卻器在性能上比傳統(tǒng)方案提升了約15%。這一設(shè)計(jì)創(chuàng)新打破了傳統(tǒng)技術(shù)的限制，顯著提升了電池冷卻器的換熱效率，進(jìn)而有效增加了電動(dòng)汽車的續(xù)航里程，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目標(biāo)。
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