中国报告大厅网讯,随着新能源汽车市场渗透率持续提升,汽车热管理系统作为影响整车能耗、续航里程及驾乘舒适性的关键技术,正经历从单一部件管理向多系统协同控制的深刻变革。在集成化、智能化发展趋势下,通过先进控制算法实现乘员舱与动力电池 thermal 管理的动态平衡,已成为行业技术竞争的新焦点。以下是2025年汽车热管理行业技术特点分析。

一、汽车热管理系统集成化趋势显著,多热域协同成为技术核心
现代新能源汽车热管理系统已从传统的独立制冷回路发展为高度集成的综合 thermal 管理平台。典型架构采用双支路设计,通过红色管路代表高压侧、蓝色管路代表低压侧,实现制冷剂在乘员舱环境调控与电池热管理需求之间的灵活分配。《2025-2030年中国汽车热管理行业市场分析及发展前景预测报告》指出,这种集成化汽车热管理系统能够共同实现热量从车内关键区域向外界的有效转移,在保障乘员舱舒适性的同时确保电池运行可靠性。随着电动汽车热管理系统向高度集成化发展,系统架构涉及乘员舱系统的非线性和时变动态特性,以及乘员舱与电池热域间复杂的耦合热交互,这对控制策略提出了更高要求,推动汽车热管理技术从被动响应向主动预测转型。
二、汽车热管理控制策略持续创新,模型预测算法优势明显
在汽车热管理控制策略领域,传统的比例-积分-微分控制虽在稳定工况下鲁棒性良好,但难以应对集成系统复杂的动态耦合和多重约束。相比之下,模型预测控制凭借其滚动优化特性,为解决提升整车经济性并延长关键部件寿命的核心挑战提供了有效途径。最新研究提出了一种协同控制架构,将非线性自回归外生输入神经网络引入模型预测控制模块,神经网络负责估计系统的动态特性,为模型预测控制提供准确的状态预测。
三、汽车热管理温控性能大幅提升,模型预测控制有效抑制温度波动
在温度控制性能方面,汽车热管理系统采用模型预测控制策略显示出显著优势。研究结果表明,在环境温度为35℃时,相较于传统比例-积分-微分控制,模型预测控制策略能将乘员舱温度的超调量降低0.9℃,且在环境温度为40℃、45℃时均未出现超调现象。具体分析显示,当初始温度为35℃时,比例-积分-微分控制在初始降温阶段温度从35℃快速降落,最低至约23-24℃,与目标25℃的偏差达1-2℃,超调现象显著;而模型预测控制策略能够使乘员舱温度迅速降至约25℃附近,温度偏差仅为0.5℃,能更精准抑制超调。系统在约290秒时已稳定在25℃,约670秒后维持在(25±0.5)℃的窄幅波动范围内,有效缩短了降温到温度稳定的周期,使乘员舱更快进入舒适温度区间,显著提升了汽车热管理的舒适性表现。
四、汽车热管理能效优化成果显著,单位温降能耗最高降低7.2%
能效提升是汽车热管理系统优化的核心目标之一。通过引入单位温降能耗作为评价指标,研究对比了模型预测控制与比例-积分-微分控制在能耗方面的表现。结果显示,当环境温度为35℃、40℃、45℃时,一个循环工况下采用模型预测控制策略的压缩机平均温降能耗分别降低了7.2%、2.4%和3.5%,整体能效表现优于比例-积分-微分控制。
五、汽车热管理技术验证体系完善,模型精度获得实验数据支撑
为确保汽车热管理系统技术研究的可靠性,相关研究建立了完整的模型验证体系。通过压缩机定转速工况测试,测量系统在不同压缩机转速下的质量流量和功耗,将热管理系统实验结果与仿真结果进行对比分析,验证系统仿真模型的准确性。数据显示,系统的质量流量平均相对误差为3.66%,功耗平均相对误差为3.18%,表明仿真与实验匹配度较好,为汽车热管理控制策略的评估提供了可靠基础。在神经网络训练方面,采用中国轻型汽车测试循环-乘用车工况下的数据作为输入参数,训练集、测试集、验证集的比例分别为70%、15%、15%。预测结果与实际温度趋势相近,最大误差为0.2℃,可为系统提供可靠的未来状态信息,进一步增强了汽车热管理预测控制的准确性。
总体而言,汽车热管理技术正朝着智能化、集成化方向快速发展。模型预测控制与神经网络的深度融合,有效解决了多热域协同管理中的动态耦合与冲突目标平衡难题,在温度控制精度与系统能效方面均取得显著突破。

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