輕量化、新能源、自動駕駛……新技術趨勢對熱管理系統影響有多大?|中國汽車報

轻量化、新能源、自动驾驶……新技术趋势对热管理系统影响有多大?|中国汽车报

新技術趨勢下,熱管理系統不再簡單!

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第十屆格朗吉斯技術研討會現場

9月22日,格朗吉斯集團CEO馬越寒在第十屆格朗吉斯技術研討會期間的新聞發佈上對《中國汽車報》記者說:

除了在瑞典的研發創新全球中心外,我們在中國上海成立了一家研發創新中心,為電動車及相關新應用領域開發及提供解決方案,重點支持亞洲市場的發展。面臨快速發展的新技術趨勢,我們也將在美國設立一家研發創新中心。

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格朗吉斯集團CEO馬越寒

確實,嚴格的排放法規,為整個汽車行業帶來一場有些難打的“戰役”。為了滿足法規要求,新能源、自動駕駛等新技術解決方案得到了快速發展,而輕量化等傳統節能減排手段亦在不斷升級。汽車熱管理系統也在這次技術發展中面臨著諸多的機遇、挑戰及變革。

那麼,新技術將如何影響熱管理系統?他們對熱管理系統的影響又有多大?

輕量化使鋁熱交換器大行其道

多年前,汽車熱交換器多是以銅作為熱交換器的管材,但隨著汽車行業對節能與輕量化的要求越來越高,鋁材憑藉其性價比高、回收性好、重量輕、能效優等特性,很快脫穎而出,成為熱交換器行業的首選。

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據統計數據顯示,早在兩年前鋁熱交換器在乘用車市場的覆蓋率就接近100%,之後隨著全球汽車產量的逐年增長,鋁熱交換器更是迎來快速發展階段。

格朗吉斯以創新的鋁材工程設計改變世界。馬越寒對記者說:

目前,在汽車領域,格朗吉斯市場佔有率達到20%,其中,歐洲及亞太佔有率第一,美洲佔有率第二。在中國,格朗吉斯汽車市場得到了快速增長,目前增長率達到5.11%。

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馬越寒也分享格朗吉斯成功的因素。他告訴記者:

一是與客戶緊密合作。瞭解和理解他們使我們能夠全力以赴滿足他們的需求;二是我們是一家提供客戶量身定製的,高科技材料和服務的發展合作伙伴;三是始終如一的高品質是我國堅持的頭等大事。這源於我們員工的經驗奉獻和工匠精神。

在馬路上行駛的車輛中,每兩輛中有一輛車使用了格朗吉斯的鋁材。但是格朗吉斯仍不斷提升自我,提出了三大目標,四大戰略。

三大目標是,超過市場增長的顯著增長;成為所有地理區域的市場領域者;保持良好的持續性盈利。

四個戰略:一是創新驅動增長;二是通過可持續性創造價值;三是通過持續改進提高效率。四是更加註重研發與創新。

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隨著輕量化步伐的深入,越來越多的部件開始採用鋁材。馬越寒說:

應對新的熱交換器方案,來進行換熱器材料的同步開發;非鋁材料交換器也開始逐步用於鋁製;未來我們往非熱傳輸領域開發,舉例:電池外包裝等鋁殼,但凡是鋁製的,我們都有可能進入。

新能源汽車熱管理系統更為複雜

HIS預測,2017-2022年間全球汽車市場年復增長在2.1%,而純電動汽車會達到35%;根據EA的統計,截至2017年年底,全球共計有350萬臺充電設施(同比增加52%)。此外,混合動力將會是長期的過渡方案。

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中國更甚,插電式混合動力、純電動和燃料電池汽車被歸類為“新能源汽車”,根據《汽車產業中長期發展規劃》,到2020年新能源汽車銷量要突破200萬輛,也就是佔總汽車銷量的7%-10%的份額;過去3年的年復增長率(2015-2017)為30%,由此,要實現2020的目標在後面兩年,市場必須加速;2017全年,乘用車領域新能源車的銷售平均佔比達到了2.2%,12月甚至達到了3.7%。此外,“雙積分制”已經實施,對車企的考核目標為2019%新能源銷售佔比10%,2020年需要達到12%。

除了混動、純電動,市場對燃料電池的興趣也開始增加。格朗吉斯鋁業(上海)有限公司高級工程師徐豪坤認為,對於長距離行駛,快速能量補給、高負載及靈活的路線規劃等有需求的應用領域,燃料電池有較大的吸引力,例如,長途巴士、卡車等。

比亞迪從事熱管理研發的相關人士告訴記者:

相對傳統汽車,新能源汽車熱管理系統更為複雜,增加很多新的零部件。比如,純電動汽車,需要從發動機的冷卻轉變為對電池、電機的冷卻,而混合動力汽車則涉及到電池和發動機的雙方面冷卻,如果還依靠傳統的熱交換器,顯然不能滿足需求。

行業普遍認為,傳統汽車空調會佔到整車能耗的10%-20%,而新能源汽車,這個比例會更高。更激烈的競爭和更嚴格的環境要求標準驅動技術改革。

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記者在研討會現場瞭解到,多家熱交換器廠商及相關企業都在加速研發新能源車熱交換器,推動熱管理系統從傳統解決方案向新型解決方案升級,以改善熱交換器的性能,更好地應對更高的壓力、更嚴苛的腐蝕環境,同時進一步降低熱交換器的尺寸。

關注汽車電動化、更加關注可持續發展、提高能源效益、降低環境影響將對鋁產品提出更高的要求。馬越寒對記者說,

未來,新能源汽車需要更小更輕的熱交換器。這樣,強度上升、成型性提高、厚度下降、釺焊性上升、性能一致性上升、多重複合材料可以提供抗腐蝕性、具備熱交換器設計及驗證能力、生產過程中的問題解決。為此,我們收購了兩家冷卻等相關技術企業、高薪引進新能源汽車相關人才、開發多種電池、電機等冷卻方案,推廣電池鋁片的應用等。

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新能源汽車需要一個更優化的熱管理系統,確保電池發揮更大性能。比如,熱泵系統的應用,可以幫助新能源汽車增加純電模式下的續駛里程。徐豪坤對記者說:

國內銀輪等眾多企業都把熱泵系統當成一個領域,積極研究開發各種方案,但熱泵壓縮機很少有企業能做好。

自動駕駛技術對熱管理系統影響有多大

HIS預測2035年全球自動駕駛汽車銷量將會達到2100萬輛,而保有量可能達到7600萬輛,但應用L4\L5級別的車輛可能比例還是會比較低。

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自動駕駛會對熱管理產生多方面的影響。

徐豪坤向記者解釋,一是對前方路況的提前預知意味著可以對車輛的路線進行規劃,同時實現最佳的駕駛工況,而熱管理系統可以根據控制策略提前進行調節,例如,在爬坡前對部件進行提前冷卻等;二是組隊技術會帶來更少的熱損失,比如動力輸出降低;三是電子部件的冷卻需要增加,在L5階段,自動駕駛的計算系統會產生4kW -10 kW的熱量,比如英偉Quadro GPU功耗會達到2.8%;四是L4、L5階段的內飾設計會有很大變化,比如,出風口。

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可見,新技術趨勢催生了新的熱管理技術的出現,也需要開發對應不同功能新的換熱器。因此,新技術趨勢是熱管理系統行業的挑戰,但同時是更大的機遇。

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