關(guān)鍵詞：新能源汽車；熱管理系統(tǒng)；碳中和；能源效率；電池壽命；環(huán)境影響

0 前言

目前，全球氣候變化和環(huán)境污染問題，已成為人類面臨的嚴峻挑戰(zhàn)?！疤贾泻汀睉?zhàn)略已經(jīng)成為全球性的任務(wù)和我國的重要歷史使命。在此背景下，新能源汽車作為傳統(tǒng)燃油汽車的替代品，受到了各國的廣泛關(guān)注，代表著汽車的未來發(fā)展趨勢。新能源汽車熱管理系統(tǒng)溫度控制技術(shù)的完善、能源利用效率的提升等對于打造綠色低碳的出行方式，實現(xiàn)“碳中和”戰(zhàn)略目標具有重大意義。本文探討當(dāng)前新能源汽車熱管理系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，以期為“碳中和”戰(zhàn)略背景下未來新能源汽車技術(shù)的綠色發(fā)展和技術(shù)升級提供參考。

1 新能源汽車熱管理系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

1. 1 溫度控制技術(shù)

電池是新能源汽車的心臟，其溫度的敏感性對車輛的性能和壽命具有重要影響。因此，溫度控制技術(shù)一直是新能源汽車研究和開發(fā)的焦點之一。溫度控制技術(shù)的目的是確保電池和其他關(guān)鍵組件在適宜的溫度范圍內(nèi)工作，以提高其工作效率并延長其使用壽命。目前，研究者采用了各種方法來實現(xiàn)這一目標。其中，一種常用的方法是采用液體冷卻和空氣冷卻系統(tǒng)。系統(tǒng)通過循環(huán)冷卻劑或空氣，將熱量從電池和電機傳輸?shù)缴崞鳎崞髟賹崃可l(fā)到外界。目前，這種技術(shù)已經(jīng)取得了顯著的進展，但仍然面臨一些挑戰(zhàn)，如冷卻系統(tǒng)的體積和質(zhì)量大，以及在極端溫度條件下系統(tǒng)工作效率低等。另一種方法是采用熱泵技術(shù)，熱泵基于逆轉(zhuǎn)工作原理，將熱量從低溫區(qū)域轉(zhuǎn)移到高溫區(qū)域，具有效能高和節(jié)能的優(yōu)點，但仍需要開展進一步的工程優(yōu)化和成本降低研究。此外，研究人員還在探索相變材料的使用。相變材料在溫度升高時可以吸收熱量，在溫度下降時釋放熱量，能有效利用潛熱儲能，應(yīng)用在電池中可以幫助穩(wěn)定電池溫度。相變材料的合理選用和導(dǎo)熱性能的提升是未來的重點研究方向［1］。

1. 2 熱能回收技術(shù)

新能源汽車的熱能回收技術(shù)是備受新能源汽車行業(yè)關(guān)注的領(lǐng)域。在汽車運行過程中，制動時產(chǎn)生的熱能，一般以熱量的形式散失。熱能回收技術(shù)通過捕獲和再利用這些熱能，提高整車的能源利用效率。常見的熱能回收技術(shù)是制動能量回收系統(tǒng)，也稱為“再生制動系統(tǒng)”。系統(tǒng)將制動時產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電能，存儲在電池中，在需要時重新利用。該技術(shù)在市場上已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，有效地提高了車輛的能源利用率和經(jīng)濟性。

此外，研究人員還在探索熱能回收系統(tǒng)與熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)的結(jié)合。熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)可以將熱能直接轉(zhuǎn)化為電能，進一步提高能源利用效率。在新能源汽車領(lǐng)域，熱能回收技術(shù)具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。未來的研究方向包括提高制動能量回收系統(tǒng)的效率，擴大熱能回收的應(yīng)用范圍，減少系統(tǒng)的復(fù)雜性和降低使用成本。新能源汽車熱管理系統(tǒng)的優(yōu)化研究是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和“碳中和”的關(guān)鍵內(nèi)容。溫度控制技術(shù)和熱能回收技術(shù)的不斷創(chuàng)新將為新能源汽車實現(xiàn)高效性能和環(huán)保特性提供有力支撐。未來的研究和工程工作將致力于解決當(dāng)前技術(shù)面臨的難題，進一步提高新能源汽車的熱管理效率，從而推動新能源汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 “碳中和”背景下的新能源汽車熱管理需求

2. 1 環(huán)保意識

隨著氣候變化問題的日益突出，公眾環(huán)保意識不斷提高。為了實現(xiàn)“碳中和”戰(zhàn)略，應(yīng)對氣候變化風(fēng)險挑戰(zhàn)，社會環(huán)保意識的覺醒和公眾的廣泛參與顯得尤為重要。新能源汽車相對于傳統(tǒng)燃油汽車具有較低的碳排放，因此成為一個具有吸引力的替代選擇［2］。新能源汽車，特別是純電動汽車（EV），是通過電池而不是內(nèi)燃機驅(qū)動的，在使用過程中不產(chǎn)生尾氣，不會向大氣中排放CO2 和其他有害氣體，成為符合環(huán)保要求的出行方式。一方面，環(huán)保意識的提高推動了更多消費者和政府采取積極行動，購買和支持新能源汽車；另一方面，綠色生活方式興起，越來越多的人認識到出行方式的選擇會對環(huán)境產(chǎn)生影響，因此更傾向于選擇環(huán)境友好的方式，包括使用新能源汽車。實現(xiàn)“碳中和”戰(zhàn)略目標，需要社會各界共同努力來降低“碳足跡”，而發(fā)展新能源汽車是實現(xiàn)這一努力的重要措施。

政府的政策和法規(guī)也在推動著環(huán)保意識的提高。許多國家和地區(qū)制定了相關(guān)激勵措施，如減免購車稅、進行新能源購車補貼和倡導(dǎo)綠色出行，刺激新能源汽車消費，推動新能源汽車市場的發(fā)展，從而降低碳排放水平。

2. 2 能源利用效率

能源利用效率是另一個“碳中和”戰(zhàn)略背景下備受汽車行業(yè)關(guān)注的領(lǐng)域。傳統(tǒng)燃油汽車的燃油效率較低，在消耗大量石油資源的同時，產(chǎn)生了大量的溫室氣體排放。因此，較高的能源利用效率成為了新能源汽車的一個關(guān)鍵賣點。新能源汽車，包括混合動力車輛（HEV）和EV，可以將電能以更高效的方式轉(zhuǎn)化為動力，相比傳統(tǒng)燃油汽車具有更高的能源利用效率。而能源利用效率的提高不僅可以減少碳排放，還可以降低能源使用成本。

新能源汽車在設(shè)計和工程過程中也更加注重輕量化和空氣動力學(xué)優(yōu)化，進一步提高了能源利用效率。通過減輕車輛質(zhì)量和降低空氣阻力，新能源汽車在續(xù)航里程和電池壽命方面有了更好的表現(xiàn)，在能源利用效率方面也有了顯著的優(yōu)勢［3］。

總的來說，能源利用效率的提高不僅受到消費者的歡迎，還得到了政府和工業(yè)界的支持。在“碳中和”戰(zhàn)略背景下，新能源汽車被視為提高交通工具能源利用效率的重要手段之一，在市場上有著廣闊的發(fā)展前景。消費者越來越傾向于選擇環(huán)境友好且能源高效的出行方式，而政府的政策和法規(guī)也在順應(yīng)這一趨勢，推動汽車消費綠色發(fā)展。因此，新能源汽車作為滿足這些需求的解決方案之一，具有巨大的行業(yè)前景，將為減少碳排放和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展作出重要貢獻。

3 新能源汽車熱管理系統(tǒng)的關(guān)鍵問題

3. 1 溫度控制不精準

新能源汽車的電池系統(tǒng)是車輛性能的關(guān)鍵。電池的溫度對其性能和壽命具有重要影響，精確的溫度控制至關(guān)重要。然而，目前的新能源汽車熱管理系統(tǒng)在溫度精準控制方面仍存在一些技術(shù)難點。

一方面，電池的溫度過高或過低都會對性能產(chǎn)生負面影響，因此需要實時監(jiān)測和控制電池的溫度。然而，現(xiàn)有的溫度傳感技術(shù)能力不足，無法提供足夠的準確性和穩(wěn)定性，可能導(dǎo)致溫度控制不精準，從而影響電池的壽命和性能。另一方面，電池組件之間的溫度分布不均勻。不同部件之間的溫度差異可能會導(dǎo)致一部分電池組件過熱，而另一部分組件過冷，直接影響整個電池組件的性能。目前，一些新能源汽車熱管理系統(tǒng)仍然無法有效解決溫度分布不均勻的問題。

為了解決溫度控制不精準的問題，需要進一步研究和開發(fā)更先進的溫度傳感技術(shù)，提高溫度監(jiān)測的準確性和靈敏度。此外，智能控制系統(tǒng)的引入可以幫助優(yōu)化電池系統(tǒng)溫度分布，保證整個電池系統(tǒng)在適宜的溫度范圍內(nèi)運行。

3. 2 能量浪費

在新能源汽車中，電池的能源管理至關(guān)重要。然而，目前新能源汽車的熱管理系統(tǒng)仍存在能量浪費問題。這些浪費不僅會導(dǎo)致不必要的能源消耗，還會降低汽車的續(xù)航里程和整體使用效能。在熱管理過程中，一些系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量沒有被有效地回收或重新利用，而是被排放到環(huán)境中。這不僅浪費了能源，還對環(huán)境造成了負擔(dān)。因此，需要深入研究更有效的熱能回收技術(shù)，減少熱量排放［4］。

電池的制熱和制冷系統(tǒng)也可能產(chǎn)生能量浪費。傳統(tǒng)的制熱和制冷方法需要消耗大量能量，這會降低電池的能源利用效率。因此，需要進一步研究更節(jié)能的制熱和制冷技術(shù)，以減少能量浪費。解決能量浪費問題的關(guān)鍵在于提高能源的管理和利用效率，包括優(yōu)化熱管理系統(tǒng)設(shè)計，改進熱能回收技術(shù)，引入高效的制熱和制冷方法。降低能量浪費可以提高新能源汽車的續(xù)航里程和整體能效，使新能源汽車產(chǎn)品更具競爭力。

新能源汽車熱管理系統(tǒng)的溫度控制不精準和能量浪費問題是新能源汽車熱管理系統(tǒng)研究中需要面對的重要挑戰(zhàn)。應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，有利于提高溫度控制的精確性，減少能量浪費，提升新能源汽車的性能，推動“碳中和”戰(zhàn)略背景下新能源汽車技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。

4 新能源汽車熱管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

4. 1 先進傳感技術(shù)

新能源汽車的熱管理系統(tǒng)需要準確地監(jiān)測和控制各種參數(shù)，以確保車輛的高效運行和延長電池的壽命。因此，先進傳感技術(shù)的研發(fā)至關(guān)重要。

溫度傳感器是新能源汽車熱管理系統(tǒng)中不可或缺的一部分。傳統(tǒng)的熱管理系統(tǒng)用來監(jiān)測溫度的傳感器數(shù)量有限，已經(jīng)無法滿足節(jié)能要求。未來的發(fā)展趨勢是采用更多、更精確的溫度傳感器，以實時監(jiān)測熱管理系統(tǒng)不同部件的溫度情況，從而更好地控制熱量分布。此外，紅外熱成像技術(shù)可以提供全面的熱圖像，幫助研究人員檢測出潛在的系統(tǒng)熱問題，其應(yīng)用也越發(fā)廣泛。壓力傳感器、濕度傳感器等傳感器在熱管理系統(tǒng)中也發(fā)揮著重要作用，可以協(xié)助監(jiān)測冷卻液的壓力和濕度，從而更好地掌握冷卻系統(tǒng)的運行狀態(tài)，確保冷卻系統(tǒng)的正常運行［5］。

4. 2 智能控制系統(tǒng)

隨著人工智能和機器學(xué)習(xí)技術(shù)的迅速發(fā)展，智能控制系統(tǒng)在新能源汽車熱管理中的應(yīng)用也越發(fā)重要。智能控制系統(tǒng)能夠根據(jù)各種傳感器數(shù)據(jù)和車輛狀態(tài)來智能調(diào)整熱管理系統(tǒng)的工作狀態(tài)，實現(xiàn)最佳的管理效果。一方面，智能控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)自適應(yīng)控制，監(jiān)測車輛的工作狀態(tài)和環(huán)境條件，根據(jù)監(jiān)測信息實時調(diào)整散熱風(fēng)扇、冷卻液流速和其他參數(shù)，使車輛在各種情況下都能夠保持最佳的溫度。這種自適應(yīng)性可以提高能源利用率，減少能源浪費。另一方面，智能控制系統(tǒng)可以通過預(yù)測性維護來延長電池和其他關(guān)鍵部件的壽命，通過歷史數(shù)據(jù)和實時傳感器數(shù)據(jù)的分析，及時識別潛在問題并采取干預(yù)措施，從而減少維修成本，提高系統(tǒng)可靠性。

5 環(huán)保法規(guī)的加強

隨著各國政府對環(huán)境問題越發(fā)關(guān)注，各國政府和國際組織紛紛出臺了更加嚴格的環(huán)保法規(guī)。這些法規(guī)旨在減少溫室氣體排放、改善空氣質(zhì)量、保護生態(tài)系統(tǒng)，并推動能源使用和交通出行向更可持續(xù)的方向轉(zhuǎn)變。對于新能源汽車而言，環(huán)保法規(guī)的出臺具有重要意義。一方面，環(huán)保法規(guī)強制要求汽車制造商降低車輛的排放，迫使汽車制造商加速新能源技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。另一方面，環(huán)保法規(guī)也促使政府采取一系列措施來支持新能源汽車的推廣，包括提供購車補貼、建設(shè)充電基礎(chǔ)設(shè)施、減免車輛購置稅等。這些政策鼓勵了消費者購買新能源汽車，從而推動了新能源汽車市場的增長。

6 結(jié)語

本文對新能源汽車熱管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行了研究，強調(diào)了“碳中和”戰(zhàn)略背景下對新能源汽車技術(shù)研發(fā)的迫切需求。新能源汽車熱管理系統(tǒng)在提高能源利用效率、延長電池壽命和減少環(huán)境影響方面具有重要作用，但仍存在溫度控制不精準、能量浪費等問題。未來的研究應(yīng)致力于發(fā)展先進的傳感技術(shù)和智能控制系統(tǒng)，以滿足“碳中和”戰(zhàn)略目標對于新能源汽車的高標準要求。同時，環(huán)保法規(guī)的加強也是推動新能源汽車行業(yè)發(fā)展的重要推手。