本书详细介绍了汽车热管理系统的基本概念、系统组成，以及热管理技术的重要性，特别强调了传统燃油汽车与新能源汽车热管理系统的不同需求和解决策略。通过实例分析动力系统的热管理，详细解析了动力电池、燃料电池的热管理解决方案，以及电驱动系统和电控系统的热管理技术。本书还探讨了空调系统的热管理，包括传统系统与新能源汽车系统的对比，以及制冷剂的环保替代方案。此外，本书还探讨了汽车关键部件和整车热管理策略，以及新能源汽车其他热管理技术方面的内容。
本书可作为高等院校汽车工程、机械工程及相关热管理专业的配套教材，也可作为汽车热管理系统设计、运维及研发领域的工程技术人员的参考书籍，尤其适合从事传统燃油汽车与新能源汽车热管理系统开发的工程技术人员。

·全谱系车型覆盖：不仅详解传统燃油车与纯电动车的热管理差异，更深度剖析混合动力及燃料电池汽车的特殊热管理需求，满足不同技术路线的教学与研究需求。
·软硬结合，深度解构：既讲透压缩机、换热器、电子水泵、热管理域控制器等关键部件的底层原理，又深入讲解一体式热管理的系统集成策略，培养系统级工程思维。
·直面行业前沿痛点：突破传统教材边界，专章探讨自动驾驶系统（高算力芯片/激光雷达）热管理、智能座舱热舒适性及人工智能在热管理优化中的应用，抢占技术制高点。
·全生命周期开发视角：内容包含整车热管理系统开发流程，涵盖架构定义、开发策略、试验验证及拓展车型的高效开发，贴合企业真实研发流程。

汽车热管理系统是现代汽车设计的核心组成部分，在提高能效、满足日益严格的环保要求以及确保车辆性能、安全性和舒适性方面发挥着至关重要的作用。随着新能源汽车技术的快速发展和普及，热管理系统的优化已成为汽车工程领域的关键技术之一。为了帮助读者全面掌握汽车热管理系统的设计、分析、优化及实际应用，我们编写了这本供普通高等院校使用的《汽车热管理》教材。
本书共分为7章，从基础理论到高级应用，进行了全面系统地阐述。第1章为绪论，介绍了汽车热管理系统的作用、组成及发展历史，帮助读者建立基本概念，并概述了当前热管理系统的开发流程。第2章聚焦于汽车动力系统热管理，深入探讨了传统燃油汽车、新能源汽车（包括纯电动和混合动力）以及燃料电池汽车的热管理系统组成、工作原理及关键技术。第3章重点介绍了电驱动系统热管理，涵盖驱动电机、电控系统、减速器和电源系统的热管理技术，并结合典型应用案例进行分析。第4章分别从传统燃油汽车和新能源汽车的角度出发，详细讨论了汽车空调系统，特别对新能源汽车的热泵系统及制冷剂相关知识进行了深入探讨。第5章则系统性地介绍了热管理系统关键部件，如压缩机、换热器和电子水泵等，阐述了它们在提升系统效率和响应速度中的重要作用。第6章从整车角度出发，探讨了汽车热管理策略，并介绍了一体式热管理技术的最新进展。第7章特别介绍了自动驾驶系统和智能座舱热管理技术的内容，结合人工智能在热管理中的应用前景，同时结合未来汽车发展趋势，介绍了汽车数据中心的热管理技术。
本书内容涵盖了汽车热管理系统的最新技术和未来发展方向，旨在为读者提供全面、实用的知识体系。在本书完稿之际，作者衷心感谢全省新能源车辆热管理重点实验室的大力支持，研究生余庆龙、刘隽宜、程俊杰、魏晨旭、谌威、李贤贤、王丰也在文献整理、插图制作、文字校对等方面提供了很多帮助。
我们希望本书不仅能够成为汽车工程及相关专业学生的教材，也能为从事汽车热管理研究和开发的工程师提供宝贵的参考。在编写过程中，我们力求内容详实、逻辑清晰，但由于技术发展迅速，书中难免存在不足之处。我们诚挚邀请广大读者提出宝贵意见和建议，共同推动汽车热管理技术的进步与发展。

编者
2025年2月

熊树生，工学博士、研究员、博士生导师、俄罗斯工程院外籍院士、浙江大学求是科研教授、中科院客座教授、注册机动车鉴定评估师。国家级能源与动力实验教学中心副主任、浙江大学龙泉创新中心主任、龙泉产业创新研究院院长、长三角新能源汽车产业联盟特聘专家。
主持2018年国家重大科技研发项目子项目---燃料电池增程式电动轿车及SUV的研发及产业化；主持2023年度浙江省科技厅领雁计划超长航时氢电混合动力无人机；主研十四五国家重点研发计划新能源汽车重点专项子项目乘用车高功率密度燃料电池电堆及发动机技术；主持并运行1.3亿元的浙江大学龙泉创新中心建设项目、主持并运行1.5亿元的龙泉产业创新研究院建设项目。完成了多项国家和省部级基金项目，以及企业的重大研究开发项目，研究的内容主要涉及：燃料电池汽车、混合动力系统、纯电动汽车等新能源汽车，氢气、CNG、LPG、沼气、煤气、醇醚等清洁能源发动机及汽车。在国家一级刊物或国际学术刊物及会议上发表论文100多篇，其中被SCI、EI收录的八十多篇；起草国家行业标准2项，浙江制造标准5项；申请专利100多项，其中发明专利九十多项获中国发明创新二等奖、中国产学研合作创新奖、吴文俊人工智能科技奖及省部级和教育厅科技奖等五项。
近10年来柔性挂职龙泉市人民政府市长助理。龙泉汽车空调产业产值从市校合作前的不到20个亿，增长到2022年超过100个亿。初步实现了汽车空调生产制造在龙泉、检测检验在龙泉、标准制定在龙泉。

前言
第1章　绪论 001
1.1　汽车热管理系统概述 001
1.2　汽车热管理系统组成 001
1.3　汽车热管理系统的发展历史 004
1.3.1　20世纪初期汽车热管理发展 004
1.3.2　20世纪中后期汽车热管理发展 008
1.3.3　21世纪汽车热管理发展 010
1.4　整车热管理系统开发流程 015
1.4.1　架构开发中的整车热管理系统定义和开发目标 015
1.4.2　架构的整车热管理系统开发策略 016
1.4.3　架构样车整车热管理系统的试验验证 019
1.4.4　架构内拓展车型的整车热管理系统的高效开发 019
第2章　汽车动力系统热管理 020
2.1　动力系统热管理概述 020
2.2　发动机热管理系统 021
2.2.1　关键性能指标与组成 022
2.2.2　发动机水冷系统 025
2.2.3　发动机风冷系统 035
2.3　锂离子动力电池热管理系统 037
2.3.1　锂离子动力电池热管理方式介绍 037
2.3.2　锂离子动力电池热分析及热特性模型 041
2.3.3　锂离子动力电池热失控分析 044
2.3.4　锂离子动力电池低温特性分析 046
2.4　燃料电池热管理系统 047
2.4.1　燃料电池产热原理及散热路径 047
2.4.2　燃料电池热管理方式介绍 051
2.4.3　燃料电池冷启动问题分析 054
第3章　电驱动系统热管理 058
3.1　电驱动系统概述 058
3.1.1　驱动电机 058
3.1.2　电控系统 062
3.1.3　减速器 063
3.1.4　电源系统 064
3.2　电机热管理系统 066
3.2.1　电机热管理系统关键性能指标 066
3.2.2　电机产热原理 067
3.2.3　典型电机热管理系统应用 070
3.3　电控热管理系统 079
3.3.1　电控热管理系统关键性能指标 079
3.3.2　电控产热原理及热特性模型 081
3.3.3　典型热管理系统应用 082
第4章　空调系统 085
4.1　传统燃油汽车空调系统 085
4.1.1　空调系统组成 085
4.1.2　空调系统关键性能指标 094
4.1.3　空调系统工况分析 095
4.2　新能源汽车空调系统 096
4.2.1　PTC制热 096
4.2.2　热泵系统 098
4.3　制冷剂 107
4.3.1　制冷剂相关法规 107
4.3.2　环保型制冷剂替代方案 110
第5章　热管理系统关键部件 121
5.1　压缩机 121
5.1.1　压缩机行业发展概况 122
5.1.2　压缩机类型 125
5.1.3　压缩机热力学过程分析 129
5.2　换热器 132
5.2.1　汽车换热器行业概况 132
5.2.2　汽车换热器热力学原理 132
5.2.3　汽车常用换热器 134
5.3　阀件与电子水泵 143
5.3.1　热管理阀件行业概况 143
5.3.2　汽车常用阀件 144
5.3.3　汽车电子水泵 152
5.4　热管理域控制器 155
5.5　热管理相关传感器 158
5.5.1　温度传感器 158
5.5.2　压力传感器 160
5.5.3　流量传感器 162
5.5.4　湿度传感器 162
第6章　整车热管理 163
6.1　传统燃油汽车整车热管理应用 163
6.1.1　传统燃油汽车发动机热管理应用 163
6.1.2　传统燃油汽车空调系统热管理应用 170
6.2　纯电动汽车整车热管理应用 172
6.2.1　纯电动汽车使用温度范围 172
6.2.2　三电系统对热管理系统的要求 173
6.2.3　乘员舱舒适性对热管理系统的要求 175
6.2.4　典型纯电动汽车热管理应用 176
6.3　混合动力汽车整车热管理应用 186
6.3.1　混合动力汽车热管理特点 186
6.3.2　混合动力汽车热管理布局 187
6.3.3　混合动力汽车热管理应用 189
6.4　燃料电池汽车整车热管理应用 189
6.5　一体式热管理技术 197
6.5.1　一体式热管理的提出 197
6.5.2　一体式热管理的目标 198
6.5.3　一体式热管理的构建策略 198
6.5.4　一体式热管理的组成 199
6.5.5　一体式热管理的难点 200
第7章　新能源汽车其他热管理技术 202
7.1　自动驾驶系统的热管理技术 202
7.1.1　高算力计算单元的热管理 202
7.1.2　传感器系统的热管理 203
7.1.3　通信模块的热管理 204
7.2　智能座舱与热管理技术 205
7.2.1　汽车智能座椅的热管理 205
7.2.2　智能座舱其他部件的热管理 211
7.3　人工智能在汽车热管理技术中的应用 213
7.3.1　数据驱动的热管理优化 213
7.3.2　智能故障诊断与自修复 214
7.3.3　全局优化与协同控制 215
7.4　热管理技术在汽车数据中心中的应用 215
参考文献 219