相較于傳統(tǒng)燃油車熱管理的對(duì)象為發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱和空調(diào)等系統(tǒng)，新能源汽車的熱管理新增了動(dòng)力電池、電驅(qū)動(dòng)等熱管理對(duì)象。

從內(nèi)燃機(jī)到電動(dòng)車零部件的變化

• 燃油車熱管理系統(tǒng)主要包括空調(diào)制冷系統(tǒng)，和以發(fā)動(dòng)機(jī)為熱源的座艙暖風(fēng)系統(tǒng)。其主要零部件包括機(jī)械式空調(diào)壓縮機(jī)、膨脹閥、蒸發(fā)器、冷凝器、以及發(fā)動(dòng)機(jī)暖風(fēng)系統(tǒng)等。

  

 傳統(tǒng)燃油車汽車熱管理系統(tǒng)

• 新能源汽車(電動(dòng)汽車)包括座艙、電池、電機(jī)電控?zé)峁芾怼Ｗ摕峁芾硐到y(tǒng)包括空調(diào)冷風(fēng)、熱泵暖風(fēng)或PTC暖風(fēng)，具有加熱和制冷需求，主要零部件包括電動(dòng)壓縮機(jī)、電子膨脹閥、蒸發(fā)器、冷凝器、熱交換器、PTC或者熱泵冷凝器等。

新能源汽車熱管理系統(tǒng)

新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈中游主要包括空調(diào)熱管理系統(tǒng)、電機(jī)電控冷卻系統(tǒng)以及電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)等模塊或者總成，由上游水泵、冷凝器等零部件組裝而成，為下游整車提供功能安全和使用壽命的保障。新能源熱管理系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈中產(chǎn)品更復(fù)雜：由于其熱管理系統(tǒng)的覆蓋范圍、實(shí)現(xiàn)方式相較傳統(tǒng)燃油汽車發(fā)生了較大改變，其對(duì)于零部件節(jié)能性、安全性等方面的要求相對(duì)更高。上游零部件中新增了Chiller、PCT加熱器、四通閥等零部件，中游熱管理系統(tǒng)中的熱泵空調(diào)系統(tǒng)、電池冷卻系統(tǒng)使得系統(tǒng)復(fù)雜程度進(jìn)一步上升。

新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈

系統(tǒng)	品名	圖例	作用
電池、電機(jī)、電子設(shè)備等熱管理系統(tǒng)	電子/電磁膨脹閥		調(diào)節(jié)系統(tǒng)流量
電池、電機(jī)、電子設(shè)備等熱管理系統(tǒng)	冷卻板		內(nèi)充冷卻液，用于電池冷卻
電池、電機(jī)、電子設(shè)備等熱管理系統(tǒng)	電池冷卻器		電池系統(tǒng)換熱
電池、電機(jī)、電子設(shè)備等熱管理系統(tǒng)	電子水泵、水閥		用于電池及電子設(shè)備水冷卻
減速器冷卻系統(tǒng)	油冷器、油泵		電機(jī)和減速器冷卻系統(tǒng)
空調(diào)系統(tǒng)	電動(dòng)壓縮機(jī)		產(chǎn)生高壓氣體
空調(diào)系統(tǒng)	PTC/熱泵		通過加熱或熱交換產(chǎn)生熱量
空調(diào)系統(tǒng)	膨脹閥		控制制冷劑流量
空調(diào)系統(tǒng)	貯液器		貯存制冷、過濾雜質(zhì)與吸收水分
空調(diào)系統(tǒng)	冷凝器		將冷卻劑從氣態(tài)變成液態(tài)，將其熱量釋放出來至周圍空氣中
空調(diào)系統(tǒng)	蒸發(fā)器		讓低溫低壓制冷劑吸收空氣中熱量

關(guān)鍵部件解析

小結(jié)：

新能源汽車熱管理系統(tǒng)部件趨于多樣化和電氣化，復(fù)雜性更高，帶來新增市場機(jī)會(huì)。

新能源車汽車整車熱管理系統(tǒng)=電池?zé)峁芾?汽車空調(diào)系統(tǒng)+電驅(qū)動(dòng)及電子功率件冷卻系統(tǒng)。

• 電池?zé)峁芾恚?/span>作為核心部件，電池的溫度是影響其安全及性能的關(guān)鍵因素（最佳工況溫度在20-35℃），過高或過低（低于0℃）對(duì)電池的壽命存在負(fù)面影響。在電池充放電過程中，溫度過低可能造成電池容量和功率的急劇衰減以及電池短路；溫度過高則可能造成電池分解、腐蝕、起火、甚至爆炸。動(dòng)力電池系統(tǒng)需配合復(fù)雜的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)維持工況溫度，為電動(dòng)車完全新增部分。

• 汽車空調(diào)：不論是新能源車還是燃油車，都致力于滿足終端消費(fèi)者的日益上升舒適性需求，汽車駕駛艙的熱管理技術(shù)也變得尤為重要。對(duì)于制冷，新能源車與傳統(tǒng)車原理相近，差異在兩點(diǎn)，一是傳統(tǒng)車壓縮機(jī)可由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，而電動(dòng)車由于動(dòng)力源變?yōu)殡姵匦枋褂秒妱?dòng)壓縮機(jī)；二是聯(lián)結(jié)方案上，傳統(tǒng)車動(dòng)力系統(tǒng)與空調(diào)制冷過程較獨(dú)立，而電動(dòng)車電池與空調(diào)冷卻系統(tǒng)通常聯(lián)結(jié)。對(duì)于制熱，傳統(tǒng)車空調(diào)系統(tǒng)加熱借助發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱，電動(dòng)車需借助PTC加熱（冬季使用續(xù)航受較大影響），未來制熱效率更高的熱泵系統(tǒng)是趨勢。

• 電驅(qū)動(dòng)及電子功率件熱管理：在新能源車高電壓電流運(yùn)作環(huán)境、智能駕駛技術(shù)日益復(fù)雜背景下，電機(jī)電控及電子功率件等耐受溫度低的部件對(duì)散熱要求高，需額外添設(shè)冷卻裝置。

電動(dòng)汽車在冬季續(xù)行里程變短是目前實(shí)際應(yīng)用中的最大問題。尤其是在北方氣溫低于零度的情況下，續(xù)航里程大幅降低，直接影響車輛的使用。蓄電池在低溫環(huán)境下，充放電能力會(huì)嚴(yán)重降低 ，導(dǎo)致續(xù)行里程大幅縮水。若對(duì)蓄電池進(jìn)行加熱，使蓄電池維持在最佳工作溫度區(qū)間，就可以使車輛續(xù)航里程得到提升。

影響續(xù)行里程變化量最大的因素是行駛車速和環(huán)境溫度，當(dāng)車輛行駛時(shí)速大于60 km后 ，速度越高耗能越高。當(dāng)環(huán)境溫度處于零度以下時(shí)，溫度越低耗能越高，當(dāng)氣溫在-10°C時(shí)，車輛續(xù)行里程相對(duì)于氣溫22°C時(shí)會(huì)降低近一半。其中很大一部分原因是在車內(nèi)加熱消耗了較多的電能?，F(xiàn)代純電動(dòng)汽車的熱管理系統(tǒng)非常重要。很多車都十分重視熱管理，尤其在冬季，相對(duì)于普通的純電動(dòng)汽車，優(yōu)秀的熱管理系統(tǒng)的可增加15 % ~ 18 % 的續(xù)行里程。PTC結(jié)構(gòu)簡單、成本低，是目前汽車市場主流的制熱部件，但其存在能耗高的先天缺陷。熱泵雖然存在一定的技術(shù)壁壘，但是常溫下能效比（COP）超過2，理論能耗僅為PTC的一半左右，但是以R134a為冷媒的熱泵系統(tǒng)在低溫環(huán)境下的制熱效果較差，仍需PTC輔熱。

目前使用最廣的制冷劑為R134a，更環(huán)保R1234yf冷媒的熱泵可兼容現(xiàn)有熱泵主要零件，技術(shù)替代成本低，但美國杜邦和霍尼韋爾的專利仍在保護(hù)期，成本較高。R744（二氧化碳）冷媒熱泵在低溫情況下的制熱效果更優(yōu)，但需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行耐高壓的重新設(shè)計(jì)，技術(shù)替代成本較高，這也是限制該技術(shù)量產(chǎn)上車的主要桎梏。但受R744極低成本的驅(qū)動(dòng)，目前業(yè)內(nèi)已有部分企業(yè)開始布局該冷媒，未來極可能成為主流技術(shù)方向。CO2作為一種較新型的空調(diào)制冷劑，由于其化學(xué)性質(zhì)與傳統(tǒng)制冷存在較大的差別，因此其運(yùn)行條件也與傳統(tǒng)制冷劑存在較大差異，對(duì)管路要求將會(huì)更嚴(yán)格：

• 耐高壓：R744（二氧化碳）冷媒運(yùn)行壓力、溫度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)制冷劑；

• 耐高溫：R744（二氧化碳）冷媒連接結(jié)構(gòu)扣壓時(shí)很可能形變開裂；

• 耐油：R744（二氧化碳）冷媒與水等介質(zhì)接觸后容易形成腐蝕性；

• 低滲透：R744（二氧化碳）冷媒容易與潤滑油、橡膠等相互作用，降低管路可靠性。

目前，滿足CO2管路要求的集中度較低，外資/合資企業(yè)市場份額較大。

汽車空調(diào)管路供應(yīng)商

小結(jié)：

因能耗問題熱泵空調(diào)將逐漸替代PTC，未來熱泵冷媒可能以CO2為主。

• 第1階段：分散式熱管理

• 第2階段：集成式熱管理

• 第3階段：智能化熱管理

車型	閥島	實(shí)物圖	原理	原理圖
理想ONE	三通閥	無	GCU（發(fā)電機(jī)控制器）、ISG（啟動(dòng)發(fā)電一體機(jī)） 作為增程混動(dòng)的代表，這類車型除了需要對(duì)純電動(dòng)車型中涉及到的電池、座艙、驅(qū)動(dòng)進(jìn)行熱管理外，對(duì)于增程器總成及控制系統(tǒng)同樣要采取有效的熱管理手段。其中增程器總成中的發(fā)動(dòng)機(jī)采用傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的制冷方式，發(fā)動(dòng)機(jī)散熱系統(tǒng)則與驅(qū)動(dòng)電機(jī)并聯(lián)。子系統(tǒng)之間通過精準(zhǔn)控制三通閥的on/off，以實(shí)現(xiàn)增程器總成、動(dòng)力電池、座艙空調(diào)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)間的熱量傳遞和利用。
小鵬P7	四通閥		當(dāng)動(dòng)力電池?zé)o需加熱需求時(shí)，電機(jī)電控?zé)峁芾砘芈吠ㄟ^電機(jī)散熱器總成將熱量散出 當(dāng)動(dòng)力電池有加熱需求時(shí)，通過控制電子四通閥將電機(jī)電控?zé)峁芾砘芈分械睦鋮s液循環(huán)至動(dòng)力電池回路中，以此將電機(jī)回路中產(chǎn)生的熱量帶至電池包以供其加熱
BYD海豚	六通閥		比亞迪一體化熱管理系統(tǒng)通過熱泵、六通閥等部件，實(shí)現(xiàn)了刀片電池、電驅(qū)和座艙三者間的熱量互通，將冷媒直接送到刀片電池和駕駛艙，將熱量在刀片電池、電驅(qū)系統(tǒng)和座艙三者間進(jìn)行循環(huán)。
特斯拉Model Y	八通閥	Octovalve Episode Octovalve=Octovae （八音階） +Valve （閥）	特斯拉Model Y首次搭載了熱泵空調(diào)系統(tǒng)，在結(jié)構(gòu)上采用高度集成的八通閥模塊，對(duì)系統(tǒng)多個(gè)熱管理系統(tǒng)進(jìn)行集成，同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同熱管理系統(tǒng)工作模式的靈活切換。八通閥（閥體集成技術(shù)）和多功能熱泵技術(shù)（15種工況）是特斯拉兩大集成化技術(shù)壁壘。 同時(shí)其空調(diào)系統(tǒng)采用了熱泵+PTC輔助的方式進(jìn)行制熱。這里的PTC輔助制熱系統(tǒng)采用單獨(dú)12V蓄電池供電，其功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)空調(diào)PTC加熱的功率，在省電的同時(shí)還可以有效緩解熱泵空調(diào)低溫制熱效果不佳的情況。 極端低溫的情況下，熱泵系統(tǒng)無法正常工作，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)堵轉(zhuǎn)，以此來產(chǎn)熱供熱，理論上來說這種方式會(huì)燒毀電機(jī)，但特斯拉通過精密的算法與強(qiáng)大的控制能力可以有效避免電機(jī)的損壞。