NIKKEI——日本經濟新聞中文版

　　隨著對中國比亞迪（BYD）的純電動汽車（EV）“海豹（SEAL）”的拆解不斷推進，前發動機罩下的馬達艙中出現了一個格外引人注目的大型零部件（圖1）。這個零部件連接著多個冷媒配管和冷卻劑軟管，這是海豹的熱管理系統的中樞。在毫無浪費地利用純電動汽車整體熱量的同時，發揮把空調和電池溫度保持在最佳狀態的作用。

　　因為裝有9個電磁閥，所以拆解小組將其命名為“Nonavalve”。“Nona”在拉丁語中意為9。這個叫法效倣了美國特斯拉作為“熱量司令部”、定位為純電動汽車核心零部件的八通閥“Octovalve”。日經BP將分3次對海豹的熱量管理系統進行分析。

圖1 從馬達艙取出“Nonavalve”的情形 （攝影:加藤康）

　　在Nonavalve的9個電磁閥中，有6個是切換冷媒流路的切換閥（圖2）。用於切換空調的製冷/制熱和電池的加熱/冷卻功能，或者開關連接冷凝器和熱交換器的回路。剩下的3個是調節（減壓）冷媒壓力的膨脹閥。發現它們分別用於製冷、制熱和電池。

圖2 各電磁閥的作用 （攝影:加藤康）

　　電池採用冷媒直冷

　　進一步進行拆解調查，海豹的熱管理系統的全貌浮出水面。海豹採用了將冷媒回路和水回路統籌起來的熱管理系統（圖3），後面將詳細介紹。通過Nonavalve的開關組合，可應對空調的制熱/製冷、電池的加熱/冷卻組合起來的全部8種模式。

圖3 海豹的熱管理系統 灰色為冷媒回路，綠色為水回路。（來源:日經XTECH）

　　首先，讓我們看看Nonavalve周圍的冷媒回路。

　　Nonavalve上連接著10根冷媒配管（圖4）。分別是連接壓縮機、車外冷凝器、空調系統（HVAC）內的冷凝器和蒸發器、以及電池這5個組件的往返管道。也就是説，海豹的空調和電池通過熱泵系統來控制溫度。要實現電池的加熱/冷卻，需使冷媒流入貼在電池底部的冷卻板中（圖5）。

圖4 海豹的冷媒回路 10根管子從Nonavalve伸出來。分別是連接壓縮機、車外冷凝器、HVAC內的冷凝器和蒸發器、電池等5個組件的往返管道。不過，與電池相連的管道隱藏在Nonavalve的下方。冷媒是R-134a。（攝影:加藤康）

圖5 貼在電池底部的冷卻板 自下往上看正在拆解的海豹的樣子。（攝影:加藤康）

　　驅動系統利用水冷，排熱用於空調製暖

　　在Nonavalve的底部，安裝了一個板式換熱器，從中伸出2根散熱器軟管（圖6）。順著軟管觀察，發現其與電動驅動橋相連。看起來，逆變器和馬達等驅動系統是用獨立的水（冷卻劑）回路來冷卻的。

圖6 安裝在Nonavalve底部的板式換熱器 （攝影:加藤康）

　　首先，在裝有逆變器和控制基板等的外殼內放入冷卻劑，使其冷卻。然後通過安裝在減速器外側的板式換熱器，使馬達冷卻用的油冷卻（圖7）。

圖7 海豹的電動驅動橋 圖為後輪處的電動驅動橋。海豹有兩輪驅動和四輪驅動兩種型號。在兩輪驅動型號上，與照片相同的水回路僅在前輪處有。在四輪驅動型號上，前輪處和後輪處的水回路串聯起來。（攝影:加藤康）

    　在冷卻逆變器和馬達之後，冷卻劑的溫度上升，再次通過Nonavalve的板式換熱器和安裝在汽車前部的散熱器進行冷卻。另一方面，從冷媒的角度來看，它獲得了逆變器和馬達的排熱。也就是説，這些熱量可以用於空調製暖和電池加熱。

　　這是海豹的熱管理系統的全貌

　　海豹的熱管理系統把冷媒回路和水回路統籌起來。借助Nonavalve的開關的組合，支援僅對空調或電池進行加熱/冷卻的4種模式、以及同時對空調和電池進行加熱/冷卻的4種模式。不過，空調製暖時將並用冷媒的熱（熱泵）與HVAC內設置的PTC加熱器。

　　例如，在“制熱&電池加熱”模式下，通過關閉冷凝器用和電池冷卻用切換閥，形成如（圖8）所示的冷媒回路。系統運作是這樣的：用壓縮機加熱的冷媒區分為車內冷凝器和電池，分別加熱。然後冷媒通過膨脹閥，溫度下降，通過板式換熱器使冷卻劑降溫。同時回收逆變器和馬達的排熱，重新返回壓縮機。

圖8“制熱&電池加熱”模式的冷媒回路 （來源:日經XTECH）

　　與特斯拉“Octovalve”看似相同實則不同的比亞迪“Nonavalve”

　　可以説Nonavalve簡直是海豹的“熱量指揮部”。特斯拉的Octovalve也作為純電動汽車中的熱量司令部，發揮切換冷卻劑的流路、控制純電動汽車整體溫度的作用。

　　但是，兩家公司的熱管理系統有很明顯的不同。最大的不同是電池的冷卻（和加熱）方式。海豹採用冷媒直冷方式，特斯拉的車輛則採用冷卻劑使電池降溫。

　　實際上，像特斯拉那樣把熱管理整合到水回路、被稱為“水集中型”的系統“正在成為純電動汽車熱管理的主流”（某汽車零部件製造商的技術人員）。實際上，豐田“bZ4X”和德國大眾“ID.3”的熱管理系統的構成均與特斯拉相似。

　　比亞迪到底為什麼在海豹的電池冷卻上選擇冷媒直冷方式呢？下次，我們來分析一下海豹的熱管理系統的設計思路。

　　石橋拓馬 日經XTECH/日經製造

　　資料來源：日經XTECH

　　https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/02462/060600008/

想了解更多日經BP資訊，請掃描二維碼關注