揭秘！芯片厂商怎样在高温中为电车热管理保驾护航

夏天到了，电动车热管理成为了关键问题，它关乎着如何给电池和电机 “退烧降温”。大家都知道电动汽车冬天续航里程会下降，开暖气后续航里程可能暴跌 30%，甚至出现无法充电、电池报警等情况。实际上，夏天开空调同样会影响里程续航，而这一切都与热管理紧密相关。

在传统燃油车中，发动机燃烧产生的热量可用于为乘客舱、发动机机油等供热。然而，电动汽车热效率极高，电池和电机等内部部件很难作为热源使用。所以，电动汽车需要加热器来维持舒适的车内温度，这就不得不从驾驶用的电池中汲取宝贵的电能。

此外，锂离子电池必须根据环境温度进行冷却或加热，以最大化提高电池性能并延长车辆驾驶距离。如果锂离子电池过热或过冷，不仅会缩短使用寿命，还会导致充电时间延长、行驶距离缩短以及其他性能下降。鉴于舒适性和电池节能的双重要求，有效的热控制对于电动汽车来说远比燃油车更为重要。在电动汽车中，热管理系统在功耗方面仅次于动力总成系统，提高加热和冷却系统的系统级效率可直接影响续航里程。

燃油车配备的电池容量通常较小，一般只能选择机械压缩机作为空调制冷手段，虽然这会增加油耗，但在前装的一次性成本上可节约 1000 元左右，整车热管理系统成本仅两、三千元上下。而到了电动车时代，热管理系统成本大幅上涨，占比仅次于三电系统。

尽管电动车的电池和电机热效率超过 90%，几乎不产生废热，但依然需要对其工作温度加以控制。电池的最佳工作温度在 20 - 35℃，低于 0℃时，活性物质反应变慢，充放电功率下降 50%；超过 45℃，电池寿命加速衰减，甚至可能引发热失控。电机电控系统工作时温度可达 100℃以上，若散热不及时，永磁体可能退磁，效率下降 15% 以上。搭载高效热管理系统的电动车，冬季续航可比无系统车型多跑 100 公里以上，电池寿命延长 2 - 3 年。可以说，热管理系统是电动车从「能用」到「好用」的关键跃迁。

热管理技术经历了三次进化。第一代以风冷为主，采用空气冷却，通过风扇强制散热，但风冷效率极低，控温精度超过 ±5℃，仅适用于电池容量小于 20kWh 的车型。第二代液冷普及，通过冷却液循环散热，换热系数可达 1000 - 5000 W/(m²・K)，控温精度提升至 ±2℃。第三代是集成热循环的热泵，能量复用，如特斯拉在 Model Y 的热管理系统中实现了整个热管理系统的热量交互，可实现多种制热和制冷模式以应对不同工况需求，降低了单车能耗，增加续航里程。

无论是电机还是 PTC，都离不开芯片的作用。接下来，我们盘点一下各家芯片厂商的主流产品。

●纳芯微：详细指出了热管理控制器、PTC 以及电动压缩机三个子系统。热管理控制器可实现对关键热管理器件的操作，并与区域控制器相连进行热管理。纳芯微提供多种产品组合，在电动压缩机的功率器件方面，还可提供 SIC 或 IGBT 等更多产品。

●英飞凌：由于不同零部件最佳工作温度不同，需要一套系统对整车热量进行精细化调节。英飞凌基于丰富的产品和 MCU 家族，可提供热管理系统的低压执行器系统级驱动解决方案。其全面的热管理产品组合涵盖多个系统，还提供集成的热管理系统。英飞凌提供了多种主要产品，并针对执行器和传感器提出了两种解决方案。

●德州仪器：混合动力汽车 / 电动汽车的全新 HVAC 控制模块带来了新挑战。在电源管理方面，需要合理分配高低压供电；栅极驱动器方面，可考虑使用半桥栅极驱动器提高系统效率；步进电机驱动器应具备失速检测功能，如 DRV8889 - Q1 等器件可帮助检测失速并降低 EMI。

●Allegro：为客户提供全面解决方案，使电动汽车的热管理系统更加灵活和可扩展，具有低噪音和精确控制能力。其产品在效率、灵活性和可扩展性以及低噪音和精确控制方面都有出色表现。

文中介绍的多家芯片厂商针对电动车热管理系统提供的解决方案，包含传感器、驱动器、功率 MOSFETs 等组件，有助于实现精确控制、高效能和低噪音操作，进而提高了电动车的能源效率和用户体验。有效的热管理不仅确保了电动车在极端天气条件下的可靠运行，也是推动电动车从 “能用” 向 “好用” 转变的关键因素。

在未来，随着电动汽车技术的不断发展，热管理系统和芯片技术也将持续进步，为电动车的性能提升和用户体验改善带来更多可能。我们期待芯片厂商能够研发出更先进、更高效的热管理解决方案，进一步推动电动汽车行业的发展。