發(fā)展新能源汽車是汽車行業(yè)實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的主要途徑，世界各國紛紛出臺各項支持政策，大力推動新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。發(fā)展新能源汽車也是我國從汽車大國走向汽車強(qiáng)國的必由之路，是應(yīng)對氣候變化、推動綠色發(fā)展的戰(zhàn)略舉措。常見的新能源汽車可分為混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車。新能源汽車與傳統(tǒng)汽車的關(guān)鍵區(qū)別在于動力系統(tǒng)（由動力電池或燃料電池等新能源動力系統(tǒng)替代了傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)動力系統(tǒng)）、空調(diào)系統(tǒng)（由電動空調(diào)系統(tǒng)替代了傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)驅(qū)動空調(diào)系統(tǒng)）。動力電池為純電動汽車提供能量，是純電動汽車的核心系統(tǒng)。動力電池為具有復(fù)雜產(chǎn)熱與傳熱過程的電化學(xué)動力源，溫度是影響動力電池的關(guān)鍵因素之一。電池充放電過程的電化學(xué)反應(yīng)都是在特定的溫度范圍內(nèi)才能發(fā)生，溫度對動力電池的電化學(xué)系統(tǒng)運行、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。動力電池?zé)峁芾碇饕�是在電池�(zé)崽匦匝芯康幕�礎(chǔ)上，通過設(shè)計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，以提高動力電池的性能。隨著新能源汽車發(fā)展對動力電池壽命、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提供動力來源，是燃料電池汽車的核心系統(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，對燃料電池的性能、壽命和運行安全起著關(guān)鍵作用。質(zhì)子交換膜燃料電池?zé)峁芾碛址Q水熱管理，主要是對電池內(nèi)部氣、液流動傳質(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，不滿足膜的濕潤條件，其電導(dǎo)率下降，電池性能變差。當(dāng)電池溫度過高或超溫運行時，質(zhì)子交換膜會出現(xiàn)微孔，導(dǎo)致氫氣泄漏，危及運行安全。由于燃料電池堆和運行環(huán)境間溫差較小，熱傳遞需隨電流密度變化而迅速變化，熱管理成為一個極具挑戰(zhàn)性的難題。新能源汽車電動空調(diào)系統(tǒng)采用電動壓縮機(jī)取代了傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)皮帶驅(qū)動的空調(diào)壓縮機(jī)，工作所需能量均來自動力電池或燃料電池，電動空調(diào)系統(tǒng)的能效水平直接影響新能源汽車整車經(jīng)濟(jì)性和續(xù)駛里程。新能源汽車電動空調(diào)與傳統(tǒng)汽車空調(diào)的制冷工作原理基本相同，傳統(tǒng)汽車空調(diào)可利用發(fā)動機(jī)余熱進(jìn)行采暖，而新能源汽車電動空調(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。通過優(yōu)化控制策略保障乘員的熱舒適性并降低電動空調(diào)系統(tǒng)能耗，為新能源汽車電動空調(diào)系統(tǒng)研究的重要內(nèi)容。本書正是圍繞上述三個方面的研究工作逐章展開的。研究工作得到了國家自然科學(xué)基金（中國汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金重點支持項目）車用動力電池系統(tǒng)熱特性、熱傳輸及熱管理機(jī)制研究（U1864212）以及國家973計劃、國家重點研發(fā)計劃等相關(guān)項目的支持。感謝團(tuán)隊博士生李偉、楊瑞、劉釗銘、王悅齊，以及碩士生王晨陽、何天祺、堯磊等同學(xué)，本書凝聚了他們學(xué)位論文的研究成果。感謝團(tuán)隊的科研助理楊藝馨，她對書中的細(xì)節(jié)、措辭等進(jìn)行了認(rèn)真審核，為本書的順利出版做出了貢獻(xiàn)。鑒于新能源汽車熱管理所涉及系統(tǒng)的內(nèi)在復(fù)雜性，本書僅僅是從一個角度詮釋了我們的研究進(jìn)展。由于我們的研究水平有限，書中難免會有錯誤和不妥之處，懇請讀者批評指正。作者2021年8月