新能源汽车热管理系统设计 / 普通高等教育新能源汽车工程专业创新教材
定价：￥59.90
作者： 梁坤峰，高春艳
出版时间：2025-09-28
出版社：机械工业出版社
- 机械工业出版社
- 9787111790440
- 1-1
- 562335
- 平装
- 2025-09-28
- 437
内容简介
本书是面向新能源汽车工程专业本科生、技术人员及研究人员的综合性教材，全面介绍了新能源汽车热管理系统的基本原理、设计方法、系统应用与最新技术，同时融入了大量的实践案例和前沿研究成果，力求使读者全面理解和掌握新能源汽车热管理领域的核心技术和发展动态。本书共有9章，分为四篇。第一篇为基础理论，包括第1章和第2章，介绍新能源汽车热管理系统的基础理论知识，包括热力学、流体力学和传热学的相关原理，旨在帮助读者构建起对热管理系统工作原理的基本认识，为后续章节的深入学习打下坚实的理论基础。第二篇是系统设计与应用，包括第3章~第6章，深入讨论了新能源汽车热管理系统的设计原理、组件选择、系统集成和性能评估，其内容旨在指导读者如何根据新能源汽车的具体要求，进行热管理系统的设计和优化，主要涵盖热管理系统设计，包括电池、电机、电控等部件的热特性分析和冷却方式选择的关键组件分析以及系统集成的策略与优化方法等。
第三篇是测试试验与实践案例，包括第7章和第8章，为了增强教材的实践性和应用性，本篇引入了多个新能源汽车热管理系统的实际案例分析和实验标准，提供实验室环境下的热管理系统测试和分析的具体步骤和方法，并通过案例分析讲解热管理系统的设计思路。第四篇是创新技术与前沿发展，包括第9章，关注新能源汽车热管理系统的先进技术和未来发展趋势，介绍了创新材料、热管理系统智能化以及热管理技术的未来发展，同时补充了大量的学习资源与工具，以支持读者课外继续学习和深入研究。
通过系统完备的理论、实践案例的深入分析、创新技术的前瞻介绍、国际标准的全面梳理以及丰富的学习资源，本书必将成为新能源汽车热管理领域的一本重要教材。通过学习本书内容，读者不仅能够获得全面的技术知识和实操经验，还能够洞察行业发展趋势，为未来在该领域的工作或研究奠定坚实的基础。
第三篇是测试试验与实践案例，包括第7章和第8章，为了增强教材的实践性和应用性，本篇引入了多个新能源汽车热管理系统的实际案例分析和实验标准，提供实验室环境下的热管理系统测试和分析的具体步骤和方法，并通过案例分析讲解热管理系统的设计思路。第四篇是创新技术与前沿发展，包括第9章，关注新能源汽车热管理系统的先进技术和未来发展趋势，介绍了创新材料、热管理系统智能化以及热管理技术的未来发展，同时补充了大量的学习资源与工具，以支持读者课外继续学习和深入研究。
通过系统完备的理论、实践案例的深入分析、创新技术的前瞻介绍、国际标准的全面梳理以及丰富的学习资源，本书必将成为新能源汽车热管理领域的一本重要教材。通过学习本书内容，读者不仅能够获得全面的技术知识和实操经验，还能够洞察行业发展趋势，为未来在该领域的工作或研究奠定坚实的基础。
目录
前言
第一篇基础理论
第1章新能源汽车热管理系统概述2
1.1新能源汽车发展现状2
1.2动力电池概述5
1.2.1锂离子动力电池5
1.2.2燃料电池8
1.2.3铅酸蓄电池10
1.2.4固态电池11
1.3热管理技术概述11
1.3.1乘员舱热管理技术12
1.3.2动力电池热管理技术13
1.3.3驱动电机等其他部件的热管理
技术15
1.4整车热管理技术的发展与
应用16
1.4.1整车热管理概念产生的背景16
1.4.2整车热管理技术的特点17
习题18
第2章热管理系统理论基础19
2.1流体流动、传热基本理论19
2.1.1流体流动特性19
2.1.2热量传递与热输运24
2.2热流控制技术基础27
2.2.1空气冷却27
2.2.2液体冷却33
2.2.3热管冷却40
2.2.4其他冷却方式45
2.3热管理系统原理48
2.3.1系统的基本原理48
2.3.2系统热力循环原理49
习题52
第二篇系统设计与应用
第3章热管理系统组件55
3.1电动压缩机55
3.1.1电动压缩机简介55
3.1.2电动压缩机技术要求56
3.1.3电动涡旋压缩机57
3.1.4滚动转子压缩机59
3.1.5涡旋压缩机热力过程61
3.1.6滚动转子压缩机热力计算70
3.1.7压缩机性能曲线77
3.2换热器77
3.2.1动力电池换热器77
3.2.2板式换热器80
3.2.3新能源汽车热泵空气换热器83
3.2.4板式换热器选型计算87
3.3水泵90
3.3.1概况90
3.3.2水泵性能曲线91
3.3.3水泵的效率区92
3.4阀件92
3.4.1新能源汽车热管理制冷剂
控制阀92
3.4.2新能源汽车热管理冷却液
控制阀96
3.4.3阀的流量特性97
3.5风机98
3.5.1风机类型98
3.5.2风机流量特性100
3.6传感器101
3.6.1压力传感器101
3.6.2温度传感器101
3.6.3电流传感器102
3.6.4制冷剂传感器102
3.7HVAC103
3.8PTC加热器104
3.9管路与密封105
3.9.1空调系统管路及其密封105
3.9.2R134a及R1234yf空调系统用橡胶
软管及密封形式107
3.9.3CO2空调系统用橡胶软管110
3.9.4电池冷却系统管路及其密封
形式112
习题115
第4章温控对象热特性116
4.1乘员舱热特性116
4.1.1乘员舱的产热、传热特性116
4.1.2乘员舱热平衡计算118
4.2动力电池热特性121
4.2.1动力电池产热特性121
4.2.2动力电池传热特性122
4.2.3动力电池产热速率计算123
4.3电机电气系统热特性124
4.3.1电机产热特性124
4.3.2电控产热特性124
习题126
第5章整车热管理系统128
5.1整车热管理系统概述128
5.1.1热管理系统基本组成128
5.1.2热管理系统发展趋势129
5.2热管理系统需求135
5.2.1乘员舱热管理需求137
5.2.2动力电池热管理需求137
5.2.3驱动电机热管理需求139
5.2.4车辆其他热管理需求140
5.3独立热管理系统架构140
5.3.1乘员舱热管理140
5.3.2动力电池热管理142
5.3.3驱动电机热管理145
5.4集成热管理系统架构146
5.4.1集成热管理系统架构能量关系146
5.4.2集成热管理系统架构设计原则148
5.4.3集成热管理系统架构工作方案150
5.4.4环保工质应用的系统方案158
习题168
第6章集成热管理系统工作模式169
6.1常规模式169
6.1.1液冷系统169
6.1.2直冷系统174
6.2特殊工况178
6.2.1极寒工况178
6.2.2高温工况183
6.2.3复合运行工况187
6.3集成热管理系统控制策略190
6.3.1系统模式切换控制策略190
6.3.2系统部件控制策略191
6.3.3集成热管理系统控制策略197
习题202
第三篇测试试验与实践案例
第7章热管理系统标定与测试试验204
7.1测试标准204
7.2测试工况205
7.2.1循环工况测试205
7.2.2环境模拟测试210
7.3系统标定217
习题218
第8章热管理系统设计案例219
8.1系统方案设计219
8.1.1整车热管理系统功能分析219
8.1.2整车热管理系统方案220
8.1.3整车热管理系统独立工作模式220
8.1.4整车热管理系统集成工作模式223
8.2负荷计算226
8.2.1整车参数226
8.2.2汽车热管理负荷计算227
8.2.3计算结果233
8.3热管理系统的热力计算与压缩机
的选型234
8.3.1夏季设计工况参数及热力计算234
8.3.2冬季设计工况参数及热力计算235
8.3.3压缩机选型与校核237
8.4换热器的设计计算238
8.4.1设计依据238
8.4.2舱外换热器设计计算239
8.4.3舱内换热器设计计算243
8.4.4电池板式换热器的设计计算246
8.4.5电机散热器设计计算250
8.5辅助设备的选型253
8.5.1三通阀、四通换向阀的选型253
8.5.2膨胀阀的选型254
8.5.3风机的选型254
8.5.4电子水泵的选型256
8.5.5电池液冷板的选型256
习题258
第四篇创新技术与前沿发展
第9章热管理系统先进技术展望260
9.1热力学方法优化260
9.2热管理系统仿真技术263
9.3传热结构拓扑优化266
9.4控制系统优化267
9.5智能化热管理技术267
习题268
参考文献269
第一篇基础理论
第1章新能源汽车热管理系统概述2
1.1新能源汽车发展现状2
1.2动力电池概述5
1.2.1锂离子动力电池5
1.2.2燃料电池8
1.2.3铅酸蓄电池10
1.2.4固态电池11
1.3热管理技术概述11
1.3.1乘员舱热管理技术12
1.3.2动力电池热管理技术13
1.3.3驱动电机等其他部件的热管理
技术15
1.4整车热管理技术的发展与
应用16
1.4.1整车热管理概念产生的背景16
1.4.2整车热管理技术的特点17
习题18
第2章热管理系统理论基础19
2.1流体流动、传热基本理论19
2.1.1流体流动特性19
2.1.2热量传递与热输运24
2.2热流控制技术基础27
2.2.1空气冷却27
2.2.2液体冷却33
2.2.3热管冷却40
2.2.4其他冷却方式45
2.3热管理系统原理48
2.3.1系统的基本原理48
2.3.2系统热力循环原理49
习题52
第二篇系统设计与应用
第3章热管理系统组件55
3.1电动压缩机55
3.1.1电动压缩机简介55
3.1.2电动压缩机技术要求56
3.1.3电动涡旋压缩机57
3.1.4滚动转子压缩机59
3.1.5涡旋压缩机热力过程61
3.1.6滚动转子压缩机热力计算70
3.1.7压缩机性能曲线77
3.2换热器77
3.2.1动力电池换热器77
3.2.2板式换热器80
3.2.3新能源汽车热泵空气换热器83
3.2.4板式换热器选型计算87
3.3水泵90
3.3.1概况90
3.3.2水泵性能曲线91
3.3.3水泵的效率区92
3.4阀件92
3.4.1新能源汽车热管理制冷剂
控制阀92
3.4.2新能源汽车热管理冷却液
控制阀96
3.4.3阀的流量特性97
3.5风机98
3.5.1风机类型98
3.5.2风机流量特性100
3.6传感器101
3.6.1压力传感器101
3.6.2温度传感器101
3.6.3电流传感器102
3.6.4制冷剂传感器102
3.7HVAC103
3.8PTC加热器104
3.9管路与密封105
3.9.1空调系统管路及其密封105
3.9.2R134a及R1234yf空调系统用橡胶
软管及密封形式107
3.9.3CO2空调系统用橡胶软管110
3.9.4电池冷却系统管路及其密封
形式112
习题115
第4章温控对象热特性116
4.1乘员舱热特性116
4.1.1乘员舱的产热、传热特性116
4.1.2乘员舱热平衡计算118
4.2动力电池热特性121
4.2.1动力电池产热特性121
4.2.2动力电池传热特性122
4.2.3动力电池产热速率计算123
4.3电机电气系统热特性124
4.3.1电机产热特性124
4.3.2电控产热特性124
习题126
第5章整车热管理系统128
5.1整车热管理系统概述128
5.1.1热管理系统基本组成128
5.1.2热管理系统发展趋势129
5.2热管理系统需求135
5.2.1乘员舱热管理需求137
5.2.2动力电池热管理需求137
5.2.3驱动电机热管理需求139
5.2.4车辆其他热管理需求140
5.3独立热管理系统架构140
5.3.1乘员舱热管理140
5.3.2动力电池热管理142
5.3.3驱动电机热管理145
5.4集成热管理系统架构146
5.4.1集成热管理系统架构能量关系146
5.4.2集成热管理系统架构设计原则148
5.4.3集成热管理系统架构工作方案150
5.4.4环保工质应用的系统方案158
习题168
第6章集成热管理系统工作模式169
6.1常规模式169
6.1.1液冷系统169
6.1.2直冷系统174
6.2特殊工况178
6.2.1极寒工况178
6.2.2高温工况183
6.2.3复合运行工况187
6.3集成热管理系统控制策略190
6.3.1系统模式切换控制策略190
6.3.2系统部件控制策略191
6.3.3集成热管理系统控制策略197
习题202
第三篇测试试验与实践案例
第7章热管理系统标定与测试试验204
7.1测试标准204
7.2测试工况205
7.2.1循环工况测试205
7.2.2环境模拟测试210
7.3系统标定217
习题218
第8章热管理系统设计案例219
8.1系统方案设计219
8.1.1整车热管理系统功能分析219
8.1.2整车热管理系统方案220
8.1.3整车热管理系统独立工作模式220
8.1.4整车热管理系统集成工作模式223
8.2负荷计算226
8.2.1整车参数226
8.2.2汽车热管理负荷计算227
8.2.3计算结果233
8.3热管理系统的热力计算与压缩机
的选型234
8.3.1夏季设计工况参数及热力计算234
8.3.2冬季设计工况参数及热力计算235
8.3.3压缩机选型与校核237
8.4换热器的设计计算238
8.4.1设计依据238
8.4.2舱外换热器设计计算239
8.4.3舱内换热器设计计算243
8.4.4电池板式换热器的设计计算246
8.4.5电机散热器设计计算250
8.5辅助设备的选型253
8.5.1三通阀、四通换向阀的选型253
8.5.2膨胀阀的选型254
8.5.3风机的选型254
8.5.4电子水泵的选型256
8.5.5电池液冷板的选型256
习题258
第四篇创新技术与前沿发展
第9章热管理系统先进技术展望260
9.1热力学方法优化260
9.2热管理系统仿真技术263
9.3传热结构拓扑优化266
9.4控制系统优化267
9.5智能化热管理技术267
习题268
参考文献269
