特斯拉Tesla熱管理系統技術迭代分析

為了更好地了解特斯拉的技術迭代以及集成度較高的熱管理技術，今天我們針對特斯拉初代和第二代熱管理系統做簡單介紹。

特斯拉第一代熱管理系統

系統架構原理圖

第一代熱管理系統應用在Model S和Model X上，共有三個回路：空調回路，電池回路，電機回路;主要區別主要是Model S乘員艙采暖依靠A-PTC，Model X將A-PTC更換為暖風，依靠電池回路中的W-PTC加熱乘員艙。該方案通過一個四通閥，將電機熱管理回路與電池熱管理回路串聯，并依賴多通閥的特性來切換不同回路的串并聯，將電機熱管理回路中的高溫冷媒導入到低溫電池回路中，對電池包進行加熱。

國內廠商早期熱管理技術普遍將電機、電池、汽車空調3大回路并聯(如蔚來ES8、小鵬G3)，直到2018年以后的第一代技術時才通過加入四通閥/三通閥將電機冷卻回路和電池回路串聯起來，實現電機余 熱回收的功能。然而，特斯拉在 2013 年上市的 Model S中已設計出了這一功能。

系統模式循環圖

空調回路

通過制冷循環實現乘員艙制冷通過空氣PTC實現乘員艙制熱

電池回路-制冷循環

通過chiller一側制冷劑循環與電池冷卻液回路耦合吸收電池中的熱量，降低電池溫度

電池回路-采暖循環1通過水PTC加熱實現電池升溫

電池回路-采暖循環2

通過電驅余熱+水PTC加熱實現電池升溫

電驅回路-制冷循環1(小循環)

基于冷卻液較大的比熱值，通過電驅回路自循環維持電驅系統溫度

電驅回路-制冷循環2(小循環)

基于冷卻液較大的比熱值，和電池及保溫層吸熱，維持電驅系統溫度，循環與電池采暖循環2一致

電驅回路-制冷循環3(大循環)

通過低溫散熱器向環境中散熱保證電驅系統溫度不會過高

特斯拉第二代熱管理系統

第二代熱管理系統應用在Model 3車型上，相比一第一代系統，第二代系統使用了Supper bottle集成閥體，通過將2個電子水泵、1個 chiller、1個三通閥和1個四通閥組裝在一起，實現了熱管理回路中閥、泵、交換器的初步集成，能夠極大地節省回路中不必要的閥體和泵體數量以節省成本，簡化管路結構以降低整車質量。在Model 3的系統中，特斯拉還可以通過優化管路設計，將ADAS控制器和電池包管理模塊整合入冷卻回路中，并且加入油冷模塊來輔助冷卻，大幅提高熱管理效率。

第二代系統另外一個技術兩點則是使用電機堵轉制熱技術取代W-PTC產生熱量，滿足電池的加熱需求。

相較于Model S 節省了：1個W-PTC、1個電子水泵、1個膨脹水壺、1個三通閥、1個 冷凝器、2個電子風扇，還有部分管路。

系統架構圖

系統模式循環圖

空調回路通過制冷循環實現乘員艙制冷

通過空氣PTC實現乘員艙制熱

電池回路-電池制冷循環通過chiller一側制冷劑循環與電池冷卻液回路耦合吸收電池中的熱量，降低電池溫度

電池回路-制熱循環在加熱模式下，電池和功率電子的回路串聯在一起，并旁路主的散熱器，使得熱量集聚。當電池需要加熱的時候，冷卻液被泵送到后方的管理模塊，進入驅動單元中的油冷卻熱交換器以獲取熱量，通過集成閥從散熱器轉移并直接通過冷卻器來加熱電池。特斯拉實際上利用電機堵轉產生大量的熱量來加熱電池，可以省一個水熱加熱器。

電驅回路-制冷循環1(小循環)制冷循環2即電池采暖循環

電驅回路-制冷循環2(大循環)

審核編輯：湯梓紅