在由上海有色网信息科技股份有限公司、上海有色金属行业协会、苏州市压铸技术协会主办，立中集团大会冠名、广东鸿劲新材料集团股份有限公司晚宴冠名，东风汽车、岚图汽车、蔚来汽车特邀支持，广东齐力澳美高新材料股份有限公司协办的ASCC 2025年SMM（第七届）汽车供应链大会暨新材料应用高峰论坛-汽车三电生态链论坛上，浙江银轮机械股份有限公司 副总工程师 陆国栋围绕“新能源汽车三电高效热管理技术与成本优化”的话题展开分享。

热管理技术现状

电动汽车热管理系统 - 1+4+N

纯电动汽车三电系统

三电系统：纯电动汽车最核心的技术

其成本超过整车的70%

电池：10~40%；

电机：15~20%；

电控： 20%+。

纯电动汽车三电系统 — 电池

电池形状：方形、刀片型、圆柱形等等；

液冷方式：液冷板 + 导热硅脂（接触式传热）；

进出口防冻液温差：5℃；

对液冷板平面度有要求；

防冻液被泵到前端模块进行散热（集中式热管理）

纯电动汽车三电系统 — 电机

IGBT约占电机驱动系统成本的一半，也就是说IGBT占整车成本的7-10%，是除电池之外成本第二高的元件；

IGBT 除电驱动系统外，整车包括高压充电机、空调系统等多个电气组件均需使用到IGBT。

IGBT的作用是交流电和直流电的转换，同时IGBT还承担电压的高低转换的功能；

充电时的交流电，需要通过IGBT转变成直流电然后给电池，同时要把220V电压转换成适当的电压以上才能给电池组充电；

电池放电的时候，把通过IGBT把直流电转变成交流电机使用的交流电，同时起到对交流电机的变频控制，当然变压是必不可少的；

IGBT是功率半导体器件，可以说是电动车的的核心技术之一，IGBT的好坏直接影响电动车功率的释放速度，决定了整车的能源效率和电控系统的水平档次。

纯电动汽车三电系统 — 电机

特斯拉Model X使用132个IGBT，其中后电机为96个，前电机为36个；

Model S（单电机版本）全车共有 96个IGBT，其中有 84个IGBT 位于逆变器中，为其三相感应电机供电；

直流充电桩30%的原材料成本是IGBT；

自第六代以后，IGBT自身的潜力已经挖掘的差不多了，大家都把精力转移到IGBT的封装上，也就是散热；

IGBT目前已经发展到7.5代，同时IGBT的下一代SiC技术已经在日本全面普及；

SiC能将新能源车的效率再提高10%，这是新能源车提高效率最有效的技术。

电控域：IGBT宏图大展，SiC锋芒初露 IGBT：汽车电力系统中的“CPU”，属于功率器件门槛最高的赛道之一。

根据集邦咨询数据，IGBT 在汽车中主要用于三个领域，分别是电机驱动的主逆变器、充电相关的车载充电器（OBC）与直流电压转换器（DC/DC）、完成辅助应用的模块。1）主逆变器：主逆变器是电动车上最大的 IGBT 应用场景，其功能是将电池输出的大功率直流电流转换成交流电流，从而驱动电机的运行。除 IGBT 外，SiC MOSFET 也能完成主逆变器中的转换需求。

2）车载充电器（OBC）与直流电压转换器（DC/DC）：车载充电器搭配外界的充电桩，共同完成车辆电池的充电工作，因此 OBC 内的功率器件需要完成交-直流转换和高低压变换工作。

DC/DC 转换器则是将电池输出的高压电（400-500V）转换成多媒体、空调、车灯能够使用的低压电（12-48V），常用到的功率半导体为 IGBT 与 MOSFET。

3）辅助模块：汽车配备大量的辅助模块（如：车载空调、天窗驱动、车窗升降、油泵等），其同样需要功率半导体完成小功率的直流/交流逆变。这些模块工作电压不高，单价也相对较低，主要用到的功率半导体为IGBT 与 IPM。

纯电动汽车三电系统 — 电控

芯片及电池发展趋势

高端芯片

单GPU晶体管数量超2000亿(B200)，GB200(CPU+GPU组合)达4000亿+；

制程：台积电3nm制程；

纳米级制程导致热流密度超过200W/cm²。

新能源电池热管理的核心挑战

功率密度越来越高

温度敏感性：

最佳工作区间：锂电池理想工作温度为20~40℃（充放电时需控制在15~45℃）。

高温风险：>60℃易引发热失控（如SEI膜分解、隔膜熔融）；低温（<0℃）导致锂析出、容量骤降

快充发热：高倍率充电（如4C以上）时，内阻产热急剧增加（Q=I²R）

电芯一致性：温度分布不均会加速电池组性能衰减（“木桶效应”）。

现有冷却技术路线分析

热管理技术现状 — 传热链

热管理技术现状 — 热端接触热阻

功率元件发热密度越来越高，全方位散发热量；

不同功率元件温度窗口不同；

当前主流冷却技术路线为接触式换热，接触面采用导热硅脂填充（导热系数<20W/m·K）

单相液冷：利用其显热传导热量，进出口存在温差，不同区域功率模块冷却温度起点不同，有较大差异；

难以满足大散热、高均温要求。

与高功率密度元件散热相适应的冷却技术应具备如下特点：

1、超强散热能力

2、超强均温能力

3 、确保功率元件始终处于最适宜的温度窗口

真空状态下浸没式相变换热技术具备的能力

消除封装热阻及接触热阻的解决方案

真空状态 / 浸没 / 相变换热

技术降本

高效相变散热技术快速带走热量，极大降低热失控几率，三包成本降低；

效率提升、环节减少、体积减小、重量降低，因此制造、使用成本下降；

均温效果提升，寿命延长，使用成本降低。

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