中国电动车产业链商业报道全媒体平台

首页>行业数据>高工原创

电装/大陆/博世等Tier 1企业掘金电动汽车热管理

2019-08-06 · 来源: 高工电动车网 关注度:33566 次
分享到:
马勒集团 博世集团 法雷奥
摘要:高工电动车梳理了马勒集团、马勒集团、博世集团、法雷奥、诺马集团、电装、翰昂、伟巴斯特等8家Tier 1企业在电动汽车热管理布局。

随着电动汽车安全事故的增多、动力电池能量密度的不断提升、快充及电池寿命要求的提高等等,新能源汽车热管理技术的发展变得尤为迫切。

那么,热管理系统到底是什么?通俗点讲,就是为新能源汽车整车装上一台“空调”。是指车内动态的热量管理,能够节能高效地管理整车热流,包含对电池、电机、电控以及乘客舱等的制热及制冷管理,有效延长电动汽车冬季和夏季的续航里程,确保行车安全性以及驾乘舒适性。

相较于燃油车,电动汽车对热管理系统的要求显著更高,新增了电子水泵、电动压缩机、电子膨胀阀或四通阀、冷却板及制热系统(热泵或PTC系统)等一系列核心部件。增加了一系列组件,新能源车热管理系统价格也相应提升约为6625-6825元(其中泵阀+PTC超3000元),约为传统车热管理系统(空调+发动机冷却)价格 2225-2445元的3倍左右。

在新能源汽车的快速发展带动下,电动汽车管理系统市场有望成为“核心三电技术”之外的新蓝海。数据显示,2018年中国新能源汽车热管理系统市场规模56.4亿元,增量市场空间为34.4亿元。预计到2025年中国新能源汽车热管理系统市场规模将超500亿元。

上述背景下,高工电动车(微信号:weixin-gg-ev)梳理了马勒集团、大陆集团、博世集团法雷奥、诺马集团、电装、翰昂、伟巴斯特等8家Tier 1企业在电动汽车热管理布局。

凭借在汽车零部件领域强大的技术底蕴,Tier 1在该领域的布局已经从单纯的空调“分立式”热管理向“整体统筹”整车热管理系统方向发展,即将空调系统、动力总成和电池温控系统融合,集成一套合理利用的车内各部件冷热源的解决方案。

例如,博世拥有成熟的电动整车热管理系统方案,大陆集团也在开发面向整车,各个热循环之间相互联系、相互协作的的集成化热管理系统。

需要特别指出的是,Tier 1企业无一例外都十分重视中国市场,并这个全球最大的新能源汽车市场跑马圈地。博世首家新能源汽车热管理系统项目已于去年落户长沙,大陆集团新能源热管理项目产品计划今年底实现在华量产,法雷奥与中国多家制造商签订新的合同,而诺马集团目标5年内实现热管理系统装配在50万辆中国电动汽车上。

业内人士分析,虽然电装、法雷奥等国外巨头在技术上仍占优势,但现阶段,新能源汽车在该领域尚处于起步阶段,技术尚不成熟,格局尚未确立。包括三花智控、银轮股份、奥特佳和松芝股份等国内优秀零部件企业依然还有机会,本土企业兼具成本与服务优势,并加大电动汽车热管理核心技术研发,逐步实现从单一热管理零部件供应商提升至系统集成供应商。

马勒热管理业务去年销售占比40%

总部位于斯图加特的马勒集团,早在2013年就已经成立了热管理业务部门,2015年完成对美国德尔福汽车系统有限公司的收购,将后者的空调、动力系统冷却及热交换系统业务进一步整合至该热管理业务部门。2018年该部门销售额占该集团整体销售额的40%。

马勒的热管理系统可以利用系统中的热泵将电池、牵引电机和电力电子这些元件产生的热能集中起来为车厢供暖,从而在保证舒适性的同时不影响电动车续航里程。

据悉,马勒已经获得了热泵的批产项目,其首个SOP将会在中国。而马勒用于电驱动车辆的机油管理模块,能对驱动电机、油冷电池、传动系统、电力电子元件进行冷却,同时通过紧凑的结构设计,还能起到减重20%以上的效果。

另据高工电动车了解,这家总部位于斯图加特的供应商近期研发出一种基于热泵(Integrated Thermal System-ITS)的紧凑而经济的热管理系统,与传统系统相比,搭载马勒热管理系统的电动汽车在冬季可增加20%续航里程。

ITS结构的核心是半封闭制冷剂回路,包括冷却器,冷却剂冷却冷凝器(i-冷凝器),热力膨胀阀和电驱动压缩机。i-冷却器和冷却器具有与传统制冷剂回路中的冷凝器和蒸发器相同的功能。

马勒希望其系统能够使热泵成为标准功能并取代传统加热,并且已经证明其新型热泵系统也适用于电动小型车。使用的原装车辆配备了传统的电加热器,最初达到100公里,在为车辆配备ITS后,航程增加到116公里。

大陆集团:新能源车热管理系统产品年底国产

大陆集团热管理解决方案由系统控制策略、电池冷却液与加热回路、电动传动系统冷却液回路、冷却液回路、制冷剂回路、加热通风与空调系统等6大部分。其组件产品包括传感器、节能耐用的电子水泵、智能型冷却液流量控制阀以及管线和软管等。

image.png

据大陆集团传感器及执行器事业部中国区负责人Peter Biber介绍,依托模块化的产品设计,大陆的热管理解决方案能够切换热能流,对需要调控温度的部位进行加热或冷却,同时避免能量损失。其中,冷却液流量控制阀,用于灵活切换加热和冷却回路,将可用的热量或冷量输送到需要的位置。该方案可以灵活配套到纯电动车、插电式混动车以及传统燃油车等不同车型上。

与目前电动汽车上搭载的热管理系统方案所不同的是,大陆的热管理方案是面向整车开发,各个热循环之间相互联系,相互协作的的集成化管理,属于整车系统级优化策略。

在整车系统级的热管理系统当中,由于集成了更多的热循环,开闭通路以及流量控制都会变得更加复杂,针对于此,大陆集团的热管理系统可以实现单阀体最大5向通路的流量控制,以及110W、70W的无级调节水泵。

搭载大陆集团的热管理技术之后,在相同的-10°C低温下,电动汽车的续航能力能够提高25%左右。

此外,大陆集团将其热管理系统的研发和生产重点放到了中国。大陆集团的热管理的产品将于2019年底在安徽芜湖工厂全面量产,重点针对中国新能源汽车市场。此外,在供应国内市场的同时,该基地还将为欧洲、美国等其它地区的车企客户进行全球化配套。

博世集团拥有电动整车热管理系统方案

博世集团拥有电动整车热管理系统方案。早在2016年,博世集团就成立了新能源汽车热管理项目。目前拥有多项电动汽车热管理系统关键零部件,并在制冷剂回路、冷却水回路以及空调回路中得到了创新的应用(如余热回收、热泵技术等)。

目前,博世的热管理部件广泛应用于各大主机厂。其中,占据市场领先地位的产品包含冷却风扇、空调鼓风机、水泵、水阀等。同时,为满足未来电动车的需求,博世正在开发高性能的制冷剂阀,可用于不同种类的制冷剂系统。

博世智能热管理技术方案的核心在于使用热泵以及冷却水泵和水阀相结合的水冷循环回路。

结合制冷剂、冷却液、空气间的热交换,对电驱动模块、锂电池系统、车厢内部的温度进行综合控制是博世这套基于热泵的热管理系统最突出的特点,可使电动汽车在冬季城市路况条件下的续航里程增加 25%。

去年3月,博世汽车部件(长沙)有限公司与长沙经开区签订了新的合作协议,博世首家新能源汽车热管理系统项目将落户园区,并启动建设。据介绍,博世长沙公司于2018年成立了本土研发团队,并进行面向全球新制冷剂阀产品的研发。同时,博世也在中国也组建了系统工程服务团队,来建立热系统能力。

法雷奥热泵冬季续航提升30%

法雷奥为电动车提供了全天候、全季节的热管理和舱内舒适解决方案,以优化电动车行驶里程。其热泵系统将极大优化电动汽车的续航里程,将冬季与夏季的行驶里程分别提高30%、20%。

法雷奥推出新型制冷剂HFO-1234yf热泵系统。法雷奥针对不同的客舱大小与空调需求研发了多种热泵结构,使用具有超低GWP的最新制冷剂HFO-1234yf。还开发了包括水冷式冷凝器在内的间接热泵,获得2016年PACE奖,在冬季条件下可延长高达30%的行驶里程。

同时,法雷奥也提供用于电池冷却和热泵系统的电动压缩机。目前,法雷奥已与中国汽车制造商签订了新的合同,很快就会在中国市场推出。

电装:重组旗下热管理业务

日本电装业务涵盖热管理系统、动力总成系统、信息与安全系统、电气化系统、电子系统、小电机和非汽车领域七大板块。去年12月,电装对旗下热系统管理业务进行了重组,设立新的热力系统产品规划部门,以便更加灵活、迅速地满足客户的需求。

电装新能源热管理系统产品主要包括电动压缩机、PIC加热器、热泵系统等。

电装早在2013年就已推出热泵空调系统,使用1kW的电力即可以产生3kW的制冷效果和2kW的制热效果,在雷诺Zoe和日产Leaf上搭载。2017年电装又继续研发新型热泵搭载于丰田普锐斯Prime PHEV上,将工作范围扩展至-10℃,且比原先版本节能63%。

翰昂热管理系统项目落地重庆基地

翰昂系统株式会社总部位于韩国,是全球领先的汽车热管理领域的供应商,产品覆盖全线汽车热管理系统,包括采暖、通风和空调、压缩机、动力系统冷却、流体输送,以及电动、混合和燃料电池车辆散热系统。

其新能源汽车产品包括电池热管理系统、热泵系统、高压冷却风扇电机等几大类。其中电池冷却器是一种紧凑的板对板热交换器,可将热能从电池冷却剂回路传递到车辆的制冷剂回路,以保持最佳的电池温度。

中国市场方面,2016年翰昂在上海成立中国工程技术中心,为在华的汽车制造商提供更优质的服务。2017年,翰昂又与建设机电、建设B等合资在重庆两江区成立建设翰昂,从事汽车热能管理系统,包括汽车空调系统、压缩机、发动机冷却系统,翰昂持股比例为50%。

2017年10月,重庆建设翰昂汽车热管理系统项目签约落地巴南区,注册资本4.2亿元,开发、生产、销售和进出口汽车热能管理系统,包括空调系统、压缩机、发动机冷却系统、电子组件、相关零部件及相关售后服务,预计2024年年产值达12亿元。

诺马集团:5年50万辆中国电动汽车装配其热管理产品

德国诺马集团(NORMA Group)宣布为中国一家汽车制造商研发和供应热管理系统。

该热管理系统非常复杂,结合了热塑性多层管道、PS3连接器、集成式温度传感器、RSGU管道固定夹和阀门,可对电动汽车的电机、电力电子设备、充电技术和驾驶室进行热管理。

与传统的弹性体管道相比,其热塑性塑料制成的管道重量减轻了约30%,因而只需要更少的驱动能量,从而可减少电池的负载,并有效提升车辆能源管理并增加续航里程。

此外,在计算机仿真的帮助下,对特殊管道设计进行了优化,从而保证了冷却剂可以均匀流动,对各个功能系统温度也可均匀控制。集成式温度传感器主要用于对温度进行连续控制,诺马集团的连接器也可快速、简单、安全地完成组装。

据悉,该热管理管道系统由诺马集团位于中国青岛的工厂生产。诺马集团目标到2024年,中国市场上约有50万辆电动汽车将配备其热管理系统。

伟巴斯特热管理产品将在武汉国产

伟巴斯特(Webasto)总部位于德国,是世界百强汽车零配件供应商之一。核心业务包括研发生产传统汽车天窗、全景天窗、敞篷车折叠车顶系统以及加热制冷系统。此外,伟巴斯特正在打造针对电动出行系统的产品组合解决方案。

伟巴斯特专门为新能源汽车研发了一款电加热器——高压电加热器(HVH),适用的电池电压高达 850V,制热功率达到 10 kW,对目前和未来的新能源车型都具有良好的兼容性。伟巴斯特武汉的车顶系统工厂正在扩建,未来还将生产高压电加热器。

据悉,伟巴斯特还将热管理系统集成在下壳体中,使得系统集成度更高,热管理更高效。

需要指出的是,伟巴斯特不仅布局热管理,还涉足动力电池领域。伟巴斯特中国动力电池系统总经理方建飞表示,伟巴斯特将向中国客户提供包括电芯、电池热管理系统、高压电加热器在内的系统解决方案。

原创申明:本文由高工电动车网原创,如转载请标明来源“高工电动车网”,请勿随意编摘、篡改文章标题与内容。违反上述声明者,高工电动车网将追究相关法律责任。