拆解比亚迪海豹（9）热管理系统有8种模式
2023/08/29
本文对中国比亚迪的纯电动汽车（EV）“海豹（SEAL）”的热管理系统进行分析。介绍热管理的核心零部件“Nonavalve”的运行情况。
Nonavalve是一个由9个电磁阀组成的热泵系统的冷媒配管零部件（图1）。借助电磁阀开关的组合，可以在空调制热和制冷、电池加热和冷却、或者同时让空调与电池加热/冷却全部8种模式之间切换。简直就是海豹的“热量司令部”。
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图1 从发动机罩下的马达舱拆下的Nonavalve |
Nonavalve的全部8个模式如此运行
关于Nonavalve的9个电磁阀的详细作用，请参考之前的《拆解比亚迪海豹（7）》。下面将就海豹的热管理系统的全部8种模式，具体介绍各模式启动的条件和Nonavalve的运行情况。
（1）空调制热
在空调制热模式下，用于冷凝器、电池加热和电池冷却的切换阀、以及制冷用膨胀阀关闭（开度为零）（图2）。压缩机产生的高温、高压冷媒被输送到车内的冷凝器中，使车内的空气变暖。但是，如车内温度仍未达到设定的温度，将同时启动PTC加热器。
然后，通过制热用膨胀阀减压、降温的冷媒，通过板式换热器冷却水回路中的水（冷却剂）。此时，水通过逆变器和马达的排热加热，然后把热量转移到冷媒中，作为制热的热源实现再利用。
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图2 空调制热模式的系统概要 |
（2）空调制冷
在空调制冷模式下，用于板式换热器、电池加热、电池冷却、空调制热的切换阀关闭（图3）。此外，为了使制热用膨胀阀不起作用，开度变为全开。
压缩机产生的高温、高压冷媒在前格栅内侧的车外冷凝器中冷却。然后，通过制冷用膨胀阀减压、降温的冷媒经过蒸发器来冷却车内空气。
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图3 空调制冷模式的系统概要 |
（3）电池加热
锂电池通常会随着温度的降低而出现内部电阻增加，结果放电容量将缩小。在纯电动汽车上，这直接关系到续航距离，因此在低温环境下需要对电池进行加热，以发挥原有的性能。根据海豹的服务手册，当电池温度低于6℃时，将进入电池加热模式。当温度升至10℃以上时，电池加热会停止。
在电池加热模式下，通过打开用于电池加热的切换阀，使高温、高压冷媒流向电池，为电池加热（图4）。用于空调制冷、冷凝器、电池冷却的切换阀和制冷用膨胀阀关闭。
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| 图4 电池加热模式的系统概要 （来源:日经XTECH） |
（4）电池冷却
电池冷却模式是为了防止高温导致电池劣化而准备的。当电池的温度超过38℃时启动，冷却到33℃以下时关闭。用于电池加热、板式换热器、制热的切换阀和制冷用膨胀阀关闭。与空调制冷模式相同，制热用膨胀阀的开度为全开（图5）。
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图5 电池冷却模式的系统概要 |
（5）空调制热+电池加热
作为同时启动空调制热和电池加热的场景，冬季行驶开始之前应该是最多的。用于冷凝器和电池冷却的切换阀和制冷用膨胀阀关闭（图6）。压缩机产生的高温、高压冷媒经过连接车内冷凝器和电池的并联回路。在板式换热器之前汇合，回收逆变器和马达的排热后，再返回压缩机。
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| 图6空调制热+电池加热模式的系统概要 （来源:日经XTECH） |
（6）空调制热+电池冷却
同时启动空调制热和电池冷却的场景，可以想到冬季持续行驶时和快速充电时。要关闭用于电池加热、冷凝器和空调制热的切换阀，以及制冷用膨胀阀（图7）。把电池的排热用于空调制热。
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| 图7 空调制热+电池冷却模式的系统概要 （来源:日经XTECH） |
（7）空调制冷+电池加热
用于电池冷却、空调制冷、冷凝器、空调制热的切换阀关闭（图8）。虽然这种模式在系统上是可行的，但实际上几乎没有机会使用。这是因为如前所述，进入电池加热模式的条件是电池温度低于6℃。在这样的环境中无需使用空调制冷。
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| 图8 空调制冷+电池加热模式的系统概要 （来源:日经XTECH） |
（8）空调制冷+电池冷却
同时启动空调制冷和电池冷却，主要集中在车外气温较高的夏季。用于电池加热、板式换热器以及空调制热的切换阀关闭（图9）。经过车外冷凝器的冷媒流向蒸发器和电池，分别冷却车内的空气和电池。
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| 图9 空调制冷+电池冷却模式的系统概要 （来源:日经XTECH） |
石桥拓马 日经XTECH/日经制造
资料来源：日经XTECH
https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/02462/061200010/?P=2
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