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隨著新能源汽車的發展和普及，與之相關的整車熱管理問題迅速上升為行業關注的焦點。眾所周知，整車熱管理系統工作性能的優劣，將直接影響汽車的整體性能，對于整車的重要性不言而喻。而新能源汽車的發展，對于其熱管理系統亦是一場重大的變革。
受全新驅動方式影響，新能源汽車熱管理系統較之傳統燃油車變得更加復雜，對于整車的重要性也愈加提升。以二者共同擁有的空調系統為例，因動力方式的轉變，新能源汽車的空調系統也發生了較大變化。
六大差異下的機遇與挑戰
在將傳統汽車空調系統與新能源汽車空調系統的構成及技術進行分析對比后，天津三電汽車空調有限公司總工程師陸新林總結了以下六大差異點：
● 壓縮機不同：傳統汽車空調系統采用機械傳動式壓縮機，新能源汽車空調系統則采用電驅動式壓縮機；
● 空調系統冬天的采暖熱源不同：傳統汽車空調系統冬季的熱源來源于發動機的余熱，而新能源汽車空調系統主要通過PTC加熱或熱泵加熱；
● 空調系統服務對象的變化：傳統汽車空調系統只管理乘員艙的舒適性，新能源汽車空調系統不僅要管理乘員艙的舒適性還要負責整車的溫度管理；
● 控制系統不同：基于以上三點，新能源汽車空調系統的控制要比傳統汽車更為復雜，而現實情況是新能源汽車空調系統與控制相關的技術與數據積累又不如傳統汽車豐富；
● 零部件的成熟度不同：傳統汽車空調發展時間長，零部件基礎雄厚，而新能源汽車空調上的部分新生零部件，如電動壓縮機、電子膨脹閥等尚不成熟。
● 測試方法及標準差異：新能源汽車空調部分新生零部件的單體標準、系統標準等還欠缺，有待進一步完善。
較之傳統汽車，新能源汽車空調系統呈現出的6大差異點，無疑蘊藏著許多新的市場機遇，但同時也不得不面對諸多新的技術挑戰。
南京奧特佳新能源科技有限公司副總經理陳祥吉告訴蓋世汽車，新能源汽車空調系統集成空調制冷采暖、動力電池冷卻功能，還增加了一些新零部件的應用，如電動壓縮機、冷卻模塊的板式換熱器、電磁閥等，將引發新的市場需求為行業帶來一些新機遇。不過，新能源汽車空調熱管理系統功能的增加、結構的復雜化，對技術和成本又提出了新的挑戰。
其分析到，技術方面的挑戰主要有3點：一，如何提供可靠、高效的低溫采暖技術；二，如何實現空調制冷、制熱、電池冷卻、加熱多模式變工況的合理控制；三，如何解決一套系統既要滿足動力電池快充時的大冷量需求，又要兼顧系統低負荷時的調節。
而成本方面的挑戰則為：系統功能增加后，如何合理優化設計減少整體系統的成本，包括核心零件如何實現低成本設計和制造。
曼胡默爾新能源產品專家邁克爾·哈倫布魯克博士則直指：新能源汽車空調熱管理系統主要的挑戰在于幾乎所有的空調系統加熱都必須由動力電池提供能量，而這會明顯地減小純電動汽車的續航里程。
純電動車冬季采暖仍顯尷尬
時值寒冬，邁克爾·哈倫布魯克博士簡短的一句話無疑將新能源汽車空調尷尬的問題引了出來。如上所述，傳統汽車空調冬季可用發動機的余熱采暖，對于沒有熱源的純電動汽車而言，則主要通過PTC加熱。
然而，現實情況是，通過PTC加熱器進行采暖，在冬天時將影響電動車續航里程。那么，業界對此有何解決方案？
對此，陳祥吉坦言，PTC加熱采暖由于能耗高，在冬季嚴重縮短車輛續航里程已是新能源汽車技術的一塊“遮羞布”。“早些年業界已開始研究替代技術，目前有熱泵和燃氣加熱器兩種解決方案，燃氣加熱器雖然能解決低溫供暖問題但依靠燃燒柴油仍然會產生排尾氣排放問題，因此熱泵成為當前替代PTC熱點技術。”
不過，陳祥吉亦指出，當前熱泵還存在一些問題，如不能滿足低溫(低于-10℃)運行、低溫下不能可靠運行、供熱能力不足和能效低(COP)。“以當前可實現的技術看，我認為要進一步完善雙級補氣增焓技術和低溫制冷劑的應用才能很好要解決以上低溫熱泵技術難題。”
在博格思眾亞太區總裁白濱看來，到目前為止，業內還有沒有一個很好的解決方案能夠替代PTC加熱器，包括熱泵。其分析到，熱泵相當于空調的逆運算，如果空調順時針運轉就是制冷，逆時針運作則是制熱，然而從制熱原理上來說又有諸多限制條件，譬如把空氣中的熱量吸收進來送到室內的過程中會存在一些工藝上的問題，特別是在多變氣候條件下。
陸新林亦表示，與國外相比，國內熱泵空調還面臨著不少問題，如：零部件的價格高昂；零部件的市場品質確認不充分；行業的標準規范不完備等。“前兩點需要專業廠家更好地控制采購成本，提高產品的性價比，第三點則需要行業盡快出臺各種標準，提高行業統一性和整體競爭力。”
新市場引多方企業布局
那么，就目前發展階段來看，國內汽車空調系統熱管理領域的企業競爭格局是怎樣的？未來這種格局是否會被重構？
陳祥吉表示，目前國內汽車空調系統熱管理領域的企業競爭格局已較為激烈，既有傳統熱管理的四巨頭：電裝、翰昂、法雷奧和馬勒，也有國內熱管理企業新軍：三花智控、奧特佳、松芝股份、銀輪股份、比亞迪、協眾、超力、飛龍股份、中鼎股份等，這些企業均在不約而同地布局新能源汽車熱管理市場。
好在現階段，國內汽車空調系統熱管理市場份額還比較分散，集中度沒有傳統汽車空調那么高。“根據家用空調、傳統汽車空調行業的發展規律，任何新行業在起步發展階段都有眾多參與者以尋找新的發展機會，市場到成熟階段就會越來越集中，新能源汽車熱管理領域也一樣。” 陳祥吉強調稱，那些不重視研發投入和提供穩定產品質量制造投入的企業會逐步被淘汰，目前的產業格局也會被重構。
陸新林亦表示，目前國內熱管理技術主要以歐系、日系、韓系及自主企業為主，這與國內車系分布相關。不過，其認為，長遠來看這種格局的變化不大，因為多數熱管理零部件廠具有一定的主機廠背景，零部件企業主要隨主機廠的變化而變化。
市場此消彼長OR相輔相成
自今年7月份以來，新能源汽車市場從原有的高漲之勢快速跌落到下行通道，截至11月份已經連續5個月下降，且全年基本將呈現負增長。車市低迷對新能源汽車空調熱管理市場有何影響？未來新能源空調熱管理市場前景如何？其與傳統汽車空調熱管理是否是此消彼長的關系？
陳祥吉直言：“置身銷量低迷的當下，新能源汽車熱管理供應商也會面臨市場下滑和價格下調導致的利潤下降壓力。”而所幸的是，從目前市場規模來看，空調熱管理市場還沒有真正達到飽和。
“短期幾年內，新能源汽車熱管理系統市場會隨著新能源汽車的數量和比例而增加，傳統汽車熱管理比例會減少但總體數量應該不會減少。不過，長期來看，未來空調熱管理市場肯定是此(傳統汽車)消彼(新能源汽車)長的關系。”陳祥吉表示。
陸新林則表示，傳統汽車空調熱管理與新能源汽車熱管理的發展并非此消彼長而是相輔相成。“新能源汽車熱管理技術的發展基于傳統汽車空調熱管理，也有部分技術產品有別于傳統汽車。例如，HVAC的設計開發基于傳統汽車系統，但控制系統比傳統汽車的控制邏輯更復雜，標定的工況更多。另外，新能源車上的許多新技術與產品也在傳統車上有所應用。”
未來發展趨勢
由上可見，新能源汽車的發展給車輛空調系統帶來的變革是多方位的，除了高效制冷、通暖外，未來新能源汽車空調熱管理系統還將朝著哪些趨勢發展？
“當前的技術重點在滿足舒適性和提升效率，未來會更加強調安全。” 陳祥吉表示，新能源汽車熱管理系統會從傳統汽車時代的“舒適性”向“舒適+安全”技術要求發展，從以前單純的“硬件為主”轉向“軟硬兼并“的技術方向，因此需要企業大幅度提升軟件開發能力。
白濱則表示，基本需求不會變，就是調節溫度和濕度，在把這兩件事做好后，就需要考慮提高新能源汽車的能效。“能效是新能源汽車和傳統燃油車的大區別，而新能源汽車空調系統的能效涉及多個部件和系統，甚至與整車ECU密切相關，后期如何從空調系統方面提高新能源汽車的能效比，就要看各廠商的本事了。”
陸新林表示，除了基本的制冷、通暖功能外，新能源汽車空調熱管理系統在安全性、舒適性、NVH、系統運行的經濟性、智能控制、EMC等方面的要求在日益提高。當然，零部件的輕量化、靜音化、高效化是永恒的課題。
(原標題：論道變革下的新能源汽車空調熱管理系統)
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