[科普]TEC热电制冷汽车热管理技术

朋友在选购汽车周边的时候问起小星车载冰箱和制冷杯托是什么原理？让我们从TEC热电制冷聊起，再到它在汽车热管理技术的应用。跟着小星一起来了解一下吧。

一． 什么是TEC热电制冷

↑塞贝克效应（左）和帕尔贴效应（右）

我们先来看看什么是TEC热电制冷和它的工作原理。TEC热电制冷的全称是Thermo Electric Cooler。由于这种制冷技术基于半导体因此又称为半导体制冷技术。

对应的我们要提一下初中物理我们学到的物理学概念。那就是热电偶对应的Seebeck塞贝克效应，当两种金属结合点两侧存在温差的时候，对应的形成电压差。温差越大电压越高。通过测量电压和冷端已知温度就可以得到测量温度的精确值。

↑热电偶温度传感器

TEC热电制冷则基于Peliter帕尔贴效应，是一个由温差和电压间转换的效应。当通过直流电时，具有热电能量转换特性的材料可产生制冷功能，称为热电制冷。同时这种效应也可以用来产生电能，将热量通过热电能量转换半导体转换为电能。

↑热电半导体发电模式（左）和主动制冷模式（右）

二． TEC热电制冷器的组成、优势与应用实例

TEC热电制冷器的组成包括顶层底层温度交换陶瓷基板、内部半导体P极、半导体N极和导电金属组成。

TEC热电制冷器的具体优势包括：

1. 可加热可冷却

2. 温度控制精确

3. 热惯性小，制冷制热快

4. 主动制冷，可低于环境温度

↑TEC热电制冷器组成

到底效果怎么样呢？当给TEC热电制冷器加上12V直流电以后，用手指沾一点水到制冷片上。可以看到在几秒的时间内这些水就变成了薄冰。经过测量在上电以后的几秒内，制冷片的表面温度就从20度室温降至零下17度。

↑TEC热电制冷器快速演示

TEC热电制冷器小巧且可以瞬间制冷制热的特点使得它广泛应用在车载冰箱和智能温控杯架中。车载冰箱区别家用冰箱采用的制冷剂和压缩机制冷原理，在有限的后备箱空间内使用后部12V车载直流电源基于热电制冷技术快速为冰箱内的饮料或食物降温。而智能温控杯架则区别与通常中央扶手空调出风降温杯架，通过智能温控既能快速降温升温又能精准控温保温。夏热里的一听冰阔落或者为宝贝时刻准备着的一瓶爱心奶都是值回票价的贴心应用。

↑车载冰箱（左）和智能温控杯架（右）

三． 未来趋势

随着动力电池在汽车中的快速普及，通过TEC热电制冷技术时刻保持动力电池最佳的工作温度变成非常具有前景的汽车热管理场景。在电池工作或充电发热时热电制冷器可以为电池快速降温，而当冬天低温启动车辆时，热电制冷器又能主动为电池升温。

下面我们以奔驰48V动力电池为例为大家介绍TEC热电制冷技术在动力电池中的应用。

↑奔驰48V动力电池的特性概览

奔驰逐渐在S级车型和越来越多的其他车型上搭载48V轻混系统，其中48V动力电池集成了880Wh的电池组、48V/12V直流直流DCDC转换器和创新的制冷概念。而其中创新的制冷概念就是来自捷温的热电制冷器，为动力电池实现精准温度控制。

↑奔驰48V动力电池的系统组成

奔驰48V动力电池的系统组成为12个方壳电芯、电池管理和电池分配单元控制板、6相48V/12V直流直流DCDC转换器、48V/12V接线端子和基于帕尔贴效应热电元件的制冷/制热热管理总成。来自捷温的热电制冷器总成内部具有四组帕尔贴效应热电元件。通过热管理控制精准调节动力电池的工作温度，就好比给电池安了一个冬暖夏凉的空调。

↑捷温热电制冷器总成

综上，今天我们介绍了TEC热电制冷技术的原理和车载冰箱/智能温控杯架应用实例。也介绍了未来热电制冷技术在汽车动力电池热管理系统中的发展趋势。希望为大家了解热电制冷技术有所帮助。