汽车热管理是从整车角度统筹车辆发动机、空调、电池、电机等相关部件及子系统相关匹配、优化与控制，有效解决整车热相关问题，使得各功能模块处于最佳温度工况区间，提高整车经济性和动力性，保证车辆安全行驶。

动力电池作为新能源汽车的核心部件，其性能对车辆的整体表现至关重要。然而，动力电池的性能受温度影响显著。例如，锂离子电池在高温环境下，会加速 SEI 膜分解、电极材料分解等不可逆反应，导致电池容量快速衰减，甚至引发热失控，造成安全隐患；在低温环境下，电解液离子电导率降低、电荷传递阻抗增大，使电池充放电效率大幅下降，续航里程缩短。据研究，当电池工作温度保持在最佳范围内且单体温差较小时，电池容量衰减速率会有效降低 。因此，高效的电池热管理技术成为保障动力电池性能、延长使用寿命、确保车辆安全运行的关键。它不仅能提升新能源汽车的市场竞争力，还对推动汽车行业可持续发展具有重要意义。

目前，市场上的热管理系统主要分为风冷、液冷和冷媒直冷三大类：

（一）风冷式热管理

风冷是利用空气作为冷却介质的热管理方式，根据空气流动的动力来源，可分为主动散热和被动散热。主动散热通过风扇或鼓风机在电池包内形成强制空气循环，带走电池产生的热量；被动散热则依靠车辆行驶时的自然风实现散热。日产 Leaf 纯电动汽车、江淮 IEV5 纯电动车等部分车型采用了风冷技术。

风冷方式结构简单、成本低廉且安全系数高，但空气的比热容和导热率较低，导致其冷却能力有限，难以满足高负载工况下动力电池的散热需求，并且受环境温度和车速影响较大，温度均匀性较差，不适用于对散热要求苛刻的场景。难以实现对电池温度的精确控制，一般适用于对散热要求不高、电池容量较小的场景。

（二）液冷式热管理

液冷式热管理以液体为冷却介质，常用的冷却液有乙二醇水溶液、水等。根据与动力电池的接触方式，可分为直接接触式（浸没式冷却）和间接接触式。通用 VOLT、特斯拉 Model S 等众多车型采用了液冷技术。直接接触式冷却将高导热率、高绝缘性的冷却介质直接与电池接触，避免了二次换热过程，增大了换热面积，能有效改善系统温度均匀性，但其成本高昂，液冷额外增加重量且后期维修困难。间接接触式冷却通过冷却介质、换热部件与动力电池之间的二次换热来实现降温，对冷却介质要求相对较低，但换热性能受换热部件影响较大，且对管道密封性要求极高，一旦泄漏会引发安全事故，同时还需要额外的水泵等动力装置，增加了电池用电量，影响整车续航能力；除可完成冷却任务外还可在水回路中增加PTC加热器，从而实现低温条件下的电池加热功能。

（三）冷媒直冷

冷媒直冷以可相变冷媒（如 R134a、R1234yf 等）为冷却介质，其工作原理结合了间接接触式液体冷却与传统空调系统。在宝马 i3、比亚迪海豚等车型上得到应用。该技术将系统中的换热部件视为空调系统中的蒸发器，通过饱和液相冷媒吸收电池热量沸腾变为气相冷媒，实现动力电池散热。与传统间接式液体冷却相比，冷媒直冷在整车布置上可与乘员舱热管理系统耦合，减少了冷却液循环回路和制冷机换热部件，降低了成本和重量，提升了系统安全性。此外，冷媒直冷利用冷媒汽化潜热大的特点，冷却效果更为迅速高效，是替代传统间接式液体冷却的重要发展方向 。

特斯拉Model S热管理系统主要实现了电池冷却、电池加热、座舱热管理和电机电控冷却四大功能。通过合理控制各回路的运行，确保电池在适宜的温度范围内工作，提升电池性能和寿命；同时为座舱提供舒适的温度环境，保障驾乘人员的舒适性；还能有效冷却电机电控系统，保证其稳定运行。

该系统由多个部件组成。电池热管理回路包括电子水泵、电池水冷板、Chiller、低温水箱、W-PTC、电子膨胀阀、四通阀等。其中，电子水泵提供冷却液循环动力；电池水冷板与电池直接接触，实现热量交换；Chiller 通过与空调制冷回路的冷媒进行热交换，为冷却液降温；W-PTC 用于在需要时对冷却液加热；电子膨胀阀调节冷媒流量，控制 Chiller 的温度；四通阀实现电机热管理回路和电池热管理回路的串联或独立运行，以实现电机余热回收 。汽车空调回路包含电动压缩机、冷凝器、三通阀、电子膨胀阀、蒸发器、W-PTC、暖风芯体、电子风扇等，负责座舱的制冷和制热。电机热管理回路则有电子水泵、低温散热器、DC/DC、IPU、电机、膨胀水壶等部件，主要用于冷却电机及相关功率部件。

在加热模式下，当电池需要升温时，若采用电机余热回收，高温冷却液从电机热管理回路流出，经四通阀进入电池热管理回路，再流经电池水冷板，将热量传递给电池，之后冷却液依次经过相关部件回到电机热管理回路。若使用 W-PTC 加热，冷却液从电子水泵出发，经 W-PTC 加热后进入电池水冷板，对电池进行加热，然后再循环回电子水泵 。

在冷却模式下，汽车空调制冷回路启动，三通阀右侧阀口打开，电子膨胀阀调节流经 Chiller 的冷媒流量，降低 Chiller 温度。低温冷却液从电子水泵出发，流经电池水冷板带走电池热量，再进入 Chiller 降温，随后经水箱、停止工作的 W-PTC 返回电子水泵 。

（二）Model Y热管理技术架构

Model Y 基于特斯拉第一、二代电池热管理技术，热管理回路在原理上有了进一步优化，在前代的基础上，进一步提升了系统的集成度和能效。除了实现基本的电池冷却、加热，座舱热管理和电机电控冷却功能外，通过大型集成式八通阀和智能算法标定，更高效地实现了各回路之间的热量分配和回收利用，提升了整车的续航里程和能源利用效率 。

Model Y 引入了一些新的关键部件。大型集成式八通阀将热泵空调系统、电驱动和电池热管理回路动态地结合在一起，减少了管路用量，实现了更精准的热量分配和回收利用。以 Model Y 为例，其热管理系统还包括基于 R1234yf 冷媒的热泵空调，该热泵通过回收热管理回路中的余热，辅以低压 PTC 并采用冷媒再循环技术，提升了低温环境下的制热效率 。此外，电机油冷模块的加入，大幅提高了电机的散热效率，满足了电机高功率运行的冷却要求。在系统组成上，还包含电子水泵、Chiller、电池水冷板、四通阀、五通阀等部件，这些部件协同工作，保障了系统的稳定运行 。

在加热方面，由于取消了 W-PTC，主要依靠电机余热来加热电池包。冷却液从 Super bottle 上方的电子水泵流出，经过充电机、电控、油冷器等部件被加热后，进入四通阀，再从下方的电子水泵进入电池热管理回路，流经 chiller 和水冷板，实现对电池的加热 。

在冷却方面，当电池需要降温时，使用冷却液的电池回路和使用冷媒的空调回路通过 Chiller 进行热交换。空调回路制冷时，压缩机压缩冷媒，冷媒在冷凝器降温成高压液态工质，经截止阀抵达 Chiller，为 Chiller 提供冷源。电池回路内冷却液按 chiller - 电子水泵 - 水冷板 - 四通阀口 C - 四通阀口 B 的路线循环，与低温冷媒在 Chiller 中进行热交换，从而降低电池温度 。

电池冷媒直冷技术作为动力电池热管理领域的重要分支，其核心在于利用相变材料直接吸收并转移电池产生的热量，通过冷媒循环实现高效温度控制。系统主要由系统主要由空调压缩机、冷凝器、节流装置（膨胀阀）、直冷板、四通阀、储液罐以及温度传感器和控制单元等部件组成。空调压缩机是系统的核心动力部件，为冷媒循环提供动力；冷凝器负责将高温高压的气态冷媒冷却冷凝成液态；节流装置降低冷媒压力，使其变成低温低压的气液混合物；冷媒在密闭回路中经历压缩、冷凝、膨胀、蒸发四步循环，将电池包内部热量持续带离。

冷媒的选择直接影响系统性能，目前主流采用R134a、R1234yf等弗利昂类工质，这类物质在常温下呈现液态，进入蒸发器时迅速气化，相变潜热可达200kJ/kg 以上。电池模组与蒸发器采用异形铝管嵌入式设计，冷媒流道与电池单体间距控制在 1.5-3mm 范围内，确保热量传导路径最短化。温度传感器以0.1℃精度实时监测各单体电压，当温差超过设定阈值时，电子膨胀阀以0.5Hz频率调节冷媒流量，配合变频压缩机实现士0.5℃的精准温控。

相较于传统液冷系统，该技术具备三大结构优势:第一，省去二次换热环节，热阻降低约 40%，在电池峰值功率工况下仍能维持35℃以下工作温度;第二，冷媒直接接触电池表面形成等温场，模组内部温差可控制在3℃以内，有效延缓电池析锂现象:第三，系统体积较液冷方案缩减30%，特别适用于底盘高度受限的轿跑车型。某品牌实测数据显示，在45℃环境温度下，采用该技术的电池包持续2C放电时，最高温升速率仅为0.8℃/min。

冷媒直冷系统的主要功能是为动力电池提供精准的温度控制。在高温环境下，能迅速降低电池温度，防止电池因过热而性能下降或发生热失控等安全问题，确保电池在高负荷工况下稳定运行。在低温环境下，能够快速提升电池温度，改善电池的低温性能，提高电池的充放电效率和续航里程 。此外，系统还可实现对电池组温度的精确均衡，减少电池组内各电池模块之间的温度差异，避免因温度不均导致的电池性能不一致问题，延长电池的使用寿命 。

在制冷模式下，压缩机将低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的气态冷媒，然后将其输送至冷凝器。在冷凝器中，冷媒与外界空气进行热交换，释放热量后冷凝成高压液态冷媒。高压液态冷媒经过节流装置（如膨胀阀）节流降压，变成低温低压的气液混合物进入直冷板。在直冷板内，低温低压的冷媒吸收电池产生的热量，蒸发成气态，从而实现对电池的冷却。气态冷媒再被压缩机吸回，完成制冷循环。

随着新能源汽车技术的不断进步，电池热管理技术也在朝着高效化、智能化、集成化方向发展。高效化要求进一步提升散热效率和能量利用效率，降低能耗。例如，通过优化换热结构和传热介质，提高单位体积的换热量。智能化借助先进的传感器、控制算法和人工智能技术，实现对电池温度的实时精准监测与控制。根据电池的不同工况和使用环境，自动调整热管理策略，确保电池始终处于最佳工作状态。集成化则是将电池热管理系统与车辆的其他系统，如空调系统、动力系统等深度整合，实现资源共享和协同工作，提高系统整体性能和可靠性，同时降低成本和占用空间 。