点评:热管理是电动汽车革命的关键

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热管理技术创新正在推动汽车行业向电气化转型。TI流体系统公司首席技术官Johannes Helmich解释了工程师是如何在这一转变中发挥核心作用的。

随着汽车行业加速向电动化发展,汽车供应链的工程师们正面临前所未有的创新和适应挑战。这使得在该领域工作成为一个非常令人兴奋的时刻。

但在我进一步讲之前,重要的是要理解变化的驱动因素以及这些与热管理的关系。简而言之,电动汽车热管理需求的显著增加归结于效率。这一切都要从司机说起。电动汽车购买者最关心的问题之一当然是续航里程,这对整车厂来说是一个重大挑战。工程团队必须开发新的技术,以交付更高的效率和范围,并且他们必须以更快的速度和更大的规模完成这一工作。

然而,实现这一目标存在一些技术障碍。例如,电动汽车电池在特定的、狭窄的温度范围内表现最佳。如果温度过低,则会对电池性能和效率产生负面影响。过高也会对性能产生负面影响,而超过一定温度会造成永久性损坏。当电动汽车运行时,电池的温度会受到外部温度、充电、过度使用以及无数其他因素的影响,这使得温度调节变得困难。

这就是热管理的作用。为了使电池保持在其狭窄的工作参数内,我们必须有效地控制其温度。同样的原理也适用于电力驱动系统。如果你想生产一个紧凑而高效的电力驱动架构,你不能没有有效的热管理。

这就是为什么热管理在混合动力和电动汽车领域变得更加重要。寻找新的方法来控制日益复杂的汽车结构的热流,使其尽可能高效地运行,是游戏的名称。

那么,解决方案是什么呢?

当今市场的一个关键焦点是开发高效和紧凑的模块化热管理解决方案。这需要经验和创新的结合。在“经验”方面,我们从油箱和流体运输部门汲取车辆系统的能力和专业知识,并将其应用于高效紧凑的热系统的开发。

通过这样做,我们可以回归我们的核心技术。例如,我们使用吹塑工艺(通常用于制造油箱)来提供冷却液歧管,以及将流量控制功能(阀门、泵等)集成到这些模块中。

类似的创新也出现在制冷剂产品线的开发中。使用制冷剂有其独特的挑战,许多工程师都可以证明这一点。你需要了解不同的制冷剂在不同的压力和温度下的热和化学行为,但同样的效率和紧凑性的原则也适用于电动汽车的制冷剂系统。

TI流体系统公司的3D模拟屏幕-

在创新方面,一个令人兴奋的进步是使用模拟技术来加快产品开发和验证周期。在我们位于德国Ratstatt新开的电动汽车创新中心(eMIC),我们可以上传OEM的车辆数据,然后显示、分析和重新设计全电动汽车架构中的热系统、模块和组件的3D模型。

这一切都是通过一个高分辨率的,900万像素的LED面板完成的,该面板长9米,宽2.5米,它创造了一个真正改变游戏规则的模拟环境。这意味着我们不需要在开发周期的早期阶段构建硬件,所以这是令人难以置信的时间和成本效益。

一旦我们在给定的OEM架构中模拟出一个紧凑、高效的热模块,我们就可以开始设计产品、3D打印、组装、测试并将其集成到汽车中,所有这些都在eMIC的一个屋檐下完成。

这种端到端以客户为中心的解决方案正是市场所需要的;因为没有浪费时间的余地,所以整车厂都非常愿意在电动汽车的产品开发上进行合作。我们的Ratstatt中心是将于2022年和2023年开放的5个中心中的第一个,所以我希望TI流体系统能够很好地利用这一新兴的加强合作的需求。

我想强调的重点是,为了支持汽车行业向全面电气化转型,不能有任何折衷的办法。零部件制造商和他们的工程团队必须完全致力于迎接未来的变化。

商业领袖需要接受这一变化,准备投资于一套新的技术、技能、软件和机电一体化。他们还需要投资于一套不同的软件架构和工具,以授权工程师在短时间内提供新产品,同时交付新的和灵活的制造流程。

通过共同努力,汽车行业能够也将引领这一转变,我可以自豪地说,工程师将是这一转变的核心。

Johannes Helmich是TI流体系统公司的首席技术官