發(fā)展新能源汽車(chē)是汽車(chē)行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的主要途徑，世界各國(guó)紛紛出臺(tái)各項(xiàng)支持政策，大力推動(dòng)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。發(fā)展新能源汽車(chē)也是我國(guó)從汽車(chē)大國(guó)走向汽車(chē)強(qiáng)國(guó)的必由之路，是應(yīng)對(duì)氣候變化、推動(dòng)綠色發(fā)展的戰(zhàn)略舉措。常見(jiàn)的新能源汽車(chē)可分為混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)。新能源汽車(chē)與傳統(tǒng)汽車(chē)的關(guān)鍵區(qū)別在于動(dòng)力系統(tǒng)（由動(dòng)力電池或燃料電池等新能源動(dòng)力系統(tǒng)替代了傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)）、空調(diào)系統(tǒng)（由電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)替代了傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)）。動(dòng)力電池為純電動(dòng)汽車(chē)提供能量，是純電動(dòng)汽車(chē)的核心系統(tǒng)。動(dòng)力電池為具有復(fù)雜產(chǎn)熱與傳熱過(guò)程的電化學(xué)動(dòng)力源，溫度是影響動(dòng)力電池的關(guān)鍵因素之一。電池充放電過(guò)程的電化學(xué)反應(yīng)都是在特定的溫度范圍內(nèi)才能發(fā)生，溫度對(duì)動(dòng)力電池的電化學(xué)系統(tǒng)運(yùn)行、充放電效率、功率、容量、可靠性、安全性和壽命等性能有著重要影響。動(dòng)力電池?zé)峁芾碇饕�是在電池�(zé)崽匦匝芯康幕�礎(chǔ)上，通過(guò)設(shè)計(jì)合理的電池組熱管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和發(fā)展先進(jìn)的熱管理控制策略，使電池工作在合適的溫度范圍內(nèi)，并有效控制電池組各單體之間的溫差，以提高動(dòng)力電池的性能。隨著新能源汽車(chē)發(fā)展對(duì)動(dòng)力電池壽命、充放電性能和環(huán)境適應(yīng)性等要求的逐漸提高，動(dòng)力電池?zé)峁芾淼闹匾�性日益突顯。質(zhì)子交換膜燃料電池為燃料電池汽車(chē)提供動(dòng)力來(lái)源，是燃料電池汽車(chē)的核心系統(tǒng)。質(zhì)子交換膜燃料電池是一種以氫氣和氧氣為原料，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，其電化學(xué)反應(yīng)將生成熱和水，燃料化學(xué)能通過(guò)燃料電池堆轉(zhuǎn)化的電能和熱能約各占50%。質(zhì)子交換膜燃料電池內(nèi)部熱平衡與水平衡緊密聯(lián)系、互相影響，對(duì)燃料電池的性能、壽命和運(yùn)行安全起著關(guān)鍵作用。質(zhì)子交換膜燃料電池?zé)峁芾碛址Q水熱管理，主要是對(duì)電池內(nèi)部氣、液流動(dòng)傳質(zhì)與傳熱進(jìn)行控制，保持電池的熱平衡和水平衡。溫度升高有利于提高電化學(xué)反應(yīng)速率和質(zhì)子在電解質(zhì)膜內(nèi)的傳遞速率，電池性能變好。水含量強(qiáng)烈影響膜的導(dǎo)電性能，高溫將使質(zhì)子交換膜脫水，不滿足膜的濕潤(rùn)條件，其電導(dǎo)率下降，電池性能變差。當(dāng)電池溫度過(guò)高或超溫運(yùn)行時(shí)，質(zhì)子交換膜會(huì)出現(xiàn)微孔，導(dǎo)致氫氣泄漏，危及運(yùn)行安全。由于燃料電池堆和運(yùn)行環(huán)境間溫差較小，熱傳遞需隨電流密度變化而迅速變化，熱管理成為一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的難題。新能源汽車(chē)電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)采用電動(dòng)壓縮機(jī)取代了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶驅(qū)動(dòng)的空調(diào)壓縮機(jī)，工作所需能量均來(lái)自動(dòng)力電池或燃料電池，電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的能效水平直接影響新能源汽車(chē)整車(chē)經(jīng)濟(jì)性和續(xù)駛里程。新能源汽車(chē)電動(dòng)空調(diào)與傳統(tǒng)汽車(chē)空調(diào)的制冷工作原理基本相同，傳統(tǒng)汽車(chē)空調(diào)可利用發(fā)動(dòng)機(jī)余熱進(jìn)行采暖，而新能源汽車(chē)電動(dòng)空調(diào)有制熱需求，通常采用PTC（正溫度系數(shù)）加熱器直接加熱空氣或先加熱冷卻液再間接加熱空氣的電加熱方式。通過(guò)優(yōu)化控制策略保障乘員的熱舒適性并降低電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)能耗，為新能源汽車(chē)電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)研究的重要內(nèi)容。本書(shū)正是圍繞上述三個(gè)方面的研究工作逐章展開(kāi)的。研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金重點(diǎn)支持項(xiàng)目）車(chē)用動(dòng)力電池系統(tǒng)熱特性、熱傳輸及熱管理機(jī)制研究（U1864212）以及國(guó)家973計(jì)劃、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等相關(guān)項(xiàng)目的支持。感謝團(tuán)隊(duì)博士生李偉、楊瑞、劉釗銘、王悅齊，以及碩士生王晨陽(yáng)、何天祺、堯磊等同學(xué)，本書(shū)凝聚了他們學(xué)位論文的研究成果。感謝團(tuán)隊(duì)的科研助理?xiàng)钏囓�，她�?duì)書(shū)中的細(xì)節(jié)、措辭等進(jìn)行了認(rèn)真審核，為本書(shū)的順利出版做出了貢獻(xiàn)。鑒于新能源汽車(chē)熱管理所涉及系統(tǒng)的內(nèi)在復(fù)雜性，本書(shū)僅僅是從一個(gè)角度詮釋了我們的研究進(jìn)展。由于我們的研究水平有限，書(shū)中難免會(huì)有錯(cuò)誤和不妥之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。作者2021年8月