一、上海耀通與熱管理系統專利
（一）公司背景介紹
上海耀通電子儀表有限公司成立于 2000 年 4 月，主要業務為儀器儀表制造、修理、住房租賃以及技術服務等。公司人員規模達 100 - 199 人，參保人數 82 人，注冊資本為 600 萬元人民幣，實繳資本為 300 萬元人民幣，超過了 87% 的全國同行。在行業內，上海耀通作為高新技術企業、科技型中小企業和創新型中小企業，展現出了強大的實力。通過多年的發展，上海耀通在電子儀表制造領域積累了豐富的經驗和技術，為其在熱管理系統等領域的創新奠定了堅實的基礎。
（二）專利內容詳解
上海耀通取得的 “一體化熱管理系統及電動汽車” 專利，其熱管理系統結構復雜而精妙。該系統包括壓縮機，其出口通過三通閥分別連接至車內冷凝器和車外換熱器。車內冷凝器又通過第一節流元件連接至車內換熱器，車內換熱器再通過第二節流元件連接至車外換熱器，車外換熱器通過開關元件連接至壓縮機進口。同時，電池出口通過電池四通閥分別連接至電池水泵進口和電池冷卻器進口，電池水泵出口連接至電池進口，車內冷凝器還通過第三節流元件連接至電池冷卻器進口，電池冷卻器出口連接至壓縮機進口。此外，電機、電機水泵與電池冷卻器之間也通過電機四通閥相互連接。這種復雜的連接方式使得熱管理系統能夠根據不同的運行模式，實現對車內溫度、電池溫度和電機溫度的精確控制，為電動汽車的性能和續航提供了有力保障。
二、熱管理系統在電動汽車中的重要性
管理系統在電動汽車中起著至關重要的作用，對電動汽車的性能和可靠性有著關鍵影響。
（一）電池性能保障
熱管理系統對于電動汽車的電池性能保障至關重要。電池的性能和壽命與溫度密切相關，過高或過低的溫度都會對電池產生不良影響。熱管理系統能夠確保電池工作在適宜的溫度范圍內，一般來說，25℃左右是電池較為理想的工作溫度。當電池溫度過高時，熱管理系統通過冷卻功能，如液冷、風冷等方式，將電池產生的熱量及時散發出去，避免電池內部副反應加劇，減少容量衰減，降低熱失控的風險。例如，零跑汽車研發的一體式冷熱管理系統，能通過驅動電機和空調為電池散熱，提高對電池的散熱能力。同時，當電池溫度過低時，熱管理系統可以對電池進行加熱，提高電池的化學活性，避免車輛出現續航減少的情況。據統計，熱管理系統可以延長電池壽命 20% 左右，如零跑 S01 采用業界領先冷熱一體化熱管理方案，其系統能量密度達到 130Wh/kg，系統充放電效率高達 97.7%，優于業內 94% 的常規水平。
（二）電子設備穩定運行
在智能汽車中，電子設備眾多，如自動駕駛芯片、雷達、攝像頭等，這些設備在工作過程中會產生大量的熱量。熱管理系統對智能汽車電子設備散熱起著重要作用，能夠保障其穩定運行。如果熱量不能及時散發，不僅會影響設備的性能和可靠性，甚至可能導致故障，危及行車安全。良好的熱管理系統可以通過風冷、液冷等技術，將電子設備產生的熱量及時帶走，確保電子設備工作在適宜的溫度范圍內。例如，電源適配器熱管理的目的就是確保功率器件在合適的條件下工作，以達到高可靠性，防止功率器件在超應力條件下驅動，延長器件工作壽命。在新能源汽車和智能汽車的熱管理技術中，液冷技術散熱效率高、控溫精準，是目前新能源汽車電池熱管理的主流技術之一，同時也可以應用于智能汽車的電子設備散熱。此外，相變材料冷卻技術利用材料在相變過程中吸收或釋放大量熱量的特性，實現高效的熱管理，雖然目前成本較高，但在未來有望得到更廣泛的應用。
三、熱管理技術及應用現狀
（一）風冷技術
風冷技術是新能源汽車熱管理的一種方式，其特點是結構相對簡單，成本較低。風冷技術主要利用自然風或風機產生的空氣流動來帶走電池和電子設備產生的熱量。適用場景一般為對散熱要求不高、成本敏感的車型，如部分微型電動車。
風冷技術的優點主要有：系統結構簡單，便于維護和安裝；成本低廉，對于一些價格較為親民的車型來說，可以降低整車成本。但其缺點也較為明顯：散熱效果受外界空氣溫度影響很大，在過熱或過冷的天氣條件下，傳熱效率急劇下降；散熱效果和效率都不太好，工作可靠性差，難以滿足高性能電動汽車的散熱需求。例如，宏光 MINI EV 等主流微型電動車采用風冷散熱方式，雖然在成本上有優勢，但在高溫環境下，可能會出現電池溫度過高影響性能的情況。
（二）液冷技術
液冷技術在新能源汽車電池熱管理和電子設備散熱中有著廣泛的應用。其優勢主要體現在以下幾個方面：首先，與空氣相比，以冷卻劑為介質的液冷系統具有數十倍的比熱容和更高的傳熱系數，帶來更好的冷卻效果。溫度和溫差明顯降低后，電池組在工作效率、穩定性和耐用性上得到顯著提升。其次，液冷技術可以實現精確的溫度控制，滿足不同工況下電池和電子設備的散熱需求。例如，部分車企配備了液冷電池系統，冷卻液通過電池內部管路，帶走電池工作時產生的熱量，在低溫條件下，系統還會對電池組進行加熱。以特斯拉為代表的 BMS 冷卻管理，每個電池單元都對著冷卻液管，管道像蛇一樣纏繞在電池周圍以提供更多的熱量傳遞區域，高溫低溫均可以控制。此外，液冷技術也可以應用于智能汽車的電子設備散熱，提高電子設備的性能和可靠性。
（三）相變材料冷卻
相變材料冷卻技術主要發揮相變吸熱原理達到降低電池組的工作溫度的目的。其特點是熱穩定性優良、應用成本低，在應用過程中并不需要依靠通道設備或是電氣設備，可確保電池組整體溫度的均勻性，避免電池組出現具備熱點的情況，因此在應用環節中可確保電池組運行的穩定。目前相變材料冷卻技術尚處于研究和發展階段，具有很大的潛力。隨著技術的不斷進步，相變材料的性能不斷提升，成本逐漸降低，未來有望在新能源汽車熱管理中得到更廣泛的應用。例如，在一些實驗性的新能源汽車項目中，已經開始嘗試使用相變材料冷卻技術，取得了一定的成果。
四、熱管理系統的集成化與智能化
（一）集成化優勢
熱管理系統的集成化趨勢日益明顯，具有諸多顯著優勢。首先，集成化能夠提高熱管理效率。通過將發動機冷卻、電池熱管理、電子設備散熱等功能集成在一起，實現了熱量的高效利用和精準控制。例如，一些新能源汽車采用了一體化的熱管理平臺，將電池、電機、電控等部件的熱管理需求進行統一規劃和管理，減少了能量的浪費，提高了整體熱管理效率。其次，集成化有助于降低成本。傳統的熱管理系統各部分相對獨立，需要多個部件和復雜的連接，而集成化設計可以減少零部件數量，降低制造成本。同時，集成化還可以簡化安裝和維護過程，降低人工成本。此外，集成化還能降低系統的復雜性。將多個功能集成在一個系統中，減少了管路、閥門等部件的數量，使系統更加簡潔、緊湊，提高了系統的可靠性和穩定性。
（二）智能熱管理策略
智能熱管理系統借助先進的傳感器、控制器和算法，能夠實時監測汽車各部件的溫度狀態，并根據車輛的行駛工況、環境條件和用戶需求，自動調整熱管理策略。在不同的行駛工況下，智能熱管理系統會采取不同的策略。例如，在車輛高速行駛時，電子設備和電池的發熱量會增加，系統會加強對電子設備的散熱，同時調整電池的冷卻策略，確保電池工作在適宜的溫度范圍內。在低溫環境下，系統會提前對電池進行預熱，提高電池的化學活性，避免車輛出現續航減少的情況。在充電過程中，智能熱管理系統會對電池進行精確的溫度控制，防止電池過熱，提高充電效率和安全性。此外，智能熱管理系統還可以根據用戶的需求進行個性化設置。例如，用戶可以通過車載系統設置車內溫度、電池溫度等參數，系統會根據用戶的設置自動調整熱管理策略，為用戶提供更加舒適和便捷的駕駛體驗。