智能热管理提升电动车续航里程可达50%？看马勒“MEET”概念车如何让能效最大化

随着消费者对舒适性体验的需求不断提升，无论是传统燃油车还是新能源汽车，车辆热管理都已成为必选项。早在几年前，发动机冷却的主要任务还停留在防止缸体过热层面，特别是在高负荷工况下。此后，对油耗、排放和乘坐舒适性的要求便与日俱增，动力总成电气化的进程也在不断发展。于是，动力总成冷却逐渐发展成了复杂的热管理。随着燃油及排放标准的日益严苛以及新能源汽车对于续航里程要求的提高，热管理在城市电动交通的普及、电池寿命的延长、续航能力的提升和驱动系统性能改善上起着关键的作用。

从长远来看，电动交通是实现城市出行二氧化碳排放平衡的关键。在此领域，马勒同样致力于推动创新。对车辆所产生热流的精细管理是实现电动车辆更好的表现、更久的续航能力和更长使用寿命的基础。马勒的精细热管理技术在概念车“MEET”（MAHLE Efficient Electric Transport，马勒高效电动车的英文首字母缩写）中得到了实际的运用。“MEET”是专为城市交通设计的48伏概念车，其技术焦点在于能源效率的最大化，因而融合了各种动力总成和热管理系统的节能技术。这些技术带来了续航里程的大幅提升，在极低的外部环境条件下，这种对比尤其明显。

马勒48V概念车“MEET”

在2017年的法兰克福国际乘用车展上马勒48V概念车“MEET”首度亮相，展示了其创新的整体式热管理系统和相关产品与技术，“MEET”同时通过48V动力总成和环保二氧化碳制冷剂及人性化的分区温控等热管理节能技术的有效融合实现了效率的提升（其中48V技术可参见《马勒48V纯电驱动“MEET”概念车来到中国，展示未来城市交通新理念》一文），最大程度的帮助车企实现节能降耗。马勒智能热管理系统对“MEET”概念车的性能、续航里程、充电时间和舒适性等各方面都能兼顾，所有的措施最终都是为了实现同一个目标，即高效利用可用能量从而提升续航里程。

纯天然二氧化碳制冷剂更环保和安全

当前，车辆消耗热量和所需热量之间的相互影响比以往更复杂，电机的热循环与内燃机也截然不同。因此，电动交通的热管理是一项核心技术，也是“MEET”概念车实现高能效的关键。在寒冷的冬季，热管理的重要性尤为突出。内燃机可以为车厢升温供应充足的热量，而电机用来为车厢供暖则有些力不从心，电动汽车在电池充电期间会产生废热，但其废热量远远少于内燃机。通过热管理既可散热以保护组件，又可高效地进行温度调节。电动汽车能做到局部零排放，“MEET”概念车更是把热管理的环保理念带到了车辆内部：R744空调回路完全以二氧化碳为天然制冷剂，在确保能效的同时兼顾生态环境。

据了解，从2017年1月1日起，所有欧盟新注册车辆必须使用GWP值（全球暖化潜势）低于150的制冷剂。GWP值是衡量一个物质对于全球变暖的影响程度的（相对）度量标准。与目前广泛应用的R134a制冷剂（GWP值为1300）相比，二氧化碳制冷剂（GWP值为1）同样无毒无害，不会分解出刺激性物质，不可燃、不会爆炸，更重要的是二氧化碳制冷剂对环境更加友好，不会破坏臭氧层并且制冷速度更快。此外，在GWP值低于150的限定下，虽然R1234yf制冷剂是除了二氧化碳制冷剂之外唯一能够满足标准并且已经工业化生产的制冷剂，但是相比R1234yf制冷剂易燃的特性，二氧化碳制冷剂是更安全的选择。

早在90年代初，马勒就开始研究环保型的制冷剂，借助长期积累的经验，在很短的开发周期内，开发出以二氧化碳为制冷剂的R744空调回路系统，既满足了客户对舒适性的高要求，又解决了R744系统的技术难题，为驾乘者带来舒适怡人的车厢内环境。

个性化分区温控带来舒适的驾乘体验

要实现车内的冬暖夏凉，实际上需要耗费电动车辆50%的能量，这严重影响了续航里程，同时也说明在这方面有巨大的节能空间。在“MEET”概念车中，这种潜能得到了系统性的发挥，满足了消费者对车辆续航里程和驾乘舒适性的双重需求。在传统车辆中，主要采用空调出风为乘客营造凉爽或温暖的环境，部分车辆还配备了座椅和方向盘加热，这些应用较为普遍的方法，在电动车辆中并不具备经济效益。因为，无论是从能源利用的角度，还是乘客舒适性的角度，这些不同的温控方法都没有得到有效的协调利用。

马勒“MEET”概念车采用柔性薄膜加热元件组成的内饰表面发热技术是一种另辟蹊径的高效供暖方式。这些薄膜仅用于与乘客直接接触的位置，如座椅、门板和扶手。这种直接接触的制热方式，可以几乎不受车厢整体温度的影响而快速为乘客营造舒适的环境。此外，其具有的另外一项优势：分区独立控制的发热内饰能够更为精确地满足驾驶员和前排乘客不同的冷暖需求，因为不再会有冷热气流交汇的情况发生。

除了车内可自由设置和自动控制的舒适区，“MEET”也有暖风功能，与高效精准的内饰表面发热技术相辅相成，使能效得到了显著的提高。它利用的是热泵输送的驱动系统产生的余热，以及电池充电过程中存储的热能，因此能以更低的电能消耗实现更舒适的乘坐环境，节约的能量使续航能力得到进一步提升。

大幅降低能耗 提高电动车在城市交通中续航里程  

对纯电动车辆而言，虽然纯电动力总成看似简化了热管理任务，汽车在减少各种回路实现零排放的同时，也缺少了一个最重要的热源——内燃机，尤其在寒冷的冬季里，对车内温度控制是个挑战，这事关车辆的舒适与安全。车厢供暖因此成为纯电动车辆在能源储备上面临的一大难题，由此诸如产生暖风等与温度相关的功耗给电池带来了沉重的负担，也势必会影响到车辆的续航里程。

“MEET”概念车在实现能效最大化的同时确保驾乘者的舒适体验，通过热电热泵、双区空调和分区独立表面加热薄膜等产品和技术的使用，平衡了加热和制冷需求，实现了热效率最大化。通过利用电机和电力电子器件产生的余热并配合马勒的冷却液热泵，可提升20%的续航里程（0℃环境下）。此外，48V纯电驱动装置是“MEET”提高能效的另一个关键组件。100km/h的最高速度是根据城市交通的实际需求而优化调整的，非常适合市内通勤和短途出行，这同样显著提升了车辆的效率。

值得一提的是，电池充电过程中会产生损耗。充电过程越快，需要电流越强，由此产生的热能损耗越多。要给电池快速充电同时避免使其过早老化，就要充分利用所有可用的冷却回路来提供足够的冷却，同时也要考虑外部温度的影响。举例来说，当外部温度较高时，空调系统要为快速充电中的电池提供12千瓦的冷却功率，当前用于“MEET”车内冷却的系统功率仅为8千瓦。诸多技术加持之下，“MEET”充一次电便可以满足7天的市内通勤需求。更具体来说，智能的热管理技术使汽车的续航能力在夏天提升了5%，在冬天更是提升了50%之多。

“热能管理是未来移动出行概念的重要助推力之一，马勒的热电技术能够全面优化车内的热能舒适度。”马勒集团管理董事会主席兼CEO JörgStratmann博士表示，“对电动车而言，热管理系统的高效性及全新整合方案能够大大提高驾驶里程，并为驾舱内部空间布置提供更多可能性。”

整体式智能热管理是电池驱动车辆得到广泛应用的基本前提，这种热管理要求在其他驱动形式比如燃料电池中也会变得越来越重要。在这个领域，马勒能够凭借丰富的经验和深厚的专业能力开发和执行整体式解决方案，不仅用于“MEET”纯电驱动概念车，还能为混动、电池驱动、乃至燃料电池驱动的各类车辆提供满足其复杂的热管理要求的产品和系统。

“MEET”来到中国

继在去年法兰克福国际车展上进行全球首秀之后，“MEET”概念车及其全套技术理念即将在5月初来到中国开展“MEET the future驾遇未来”主题巡展和技术论坛。欲了解更多“MEET”概念车相关信息或报名参加活动，请发邮件至info@cn.mahle.com。