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隨著新能源汽車的發(fā)展和普及，與之相關(guān)的整車熱管理問題迅速上升為行業(yè)關(guān)注的焦點。眾所周知，整車熱管理系統(tǒng)工作性能的優(yōu)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(fā)展，對于其熱管理系統(tǒng)亦是一場重大的變革。
受全新驅(qū)動方式影響，新能源汽車熱管理系統(tǒng)較之傳統(tǒng)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(diào)系統(tǒng)為例，因動力方式的轉(zhuǎn)變，新能源汽車的空調(diào)系統(tǒng)也發(fā)生了較大變化。
六大差異下的機遇與挑戰(zhàn)
在將傳統(tǒng)汽車空調(diào)系統(tǒng)與新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成及技術(shù)進行分析對比后，天津三電汽車空調(diào)有限公司總工程師陸新林總結(jié)了以下六大差異點：
● 壓縮機不同：傳統(tǒng)汽車空調(diào)系統(tǒng)采用機械傳動式壓縮機，新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)則采用電驅(qū)動式壓縮機；
● 空調(diào)系統(tǒng)冬天的采暖熱源不同：傳統(tǒng)汽車空調(diào)系統(tǒng)冬季的熱源來源于發(fā)動機的余熱，而新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)主要通過PTC加熱或熱泵加熱；
● 空調(diào)系統(tǒng)服務(wù)對象的變化：傳統(tǒng)汽車空調(diào)系統(tǒng)只管理乘員艙的舒適性，新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)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(tǒng)不同：基于以上三點，新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的控制要比傳統(tǒng)汽車更為復雜，而現(xiàn)實情況是新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)與控制相關(guān)的技術(shù)與數(shù)據(jù)積累又不如傳統(tǒng)汽車豐富；
● 零部件的成熟度不同：傳統(tǒng)汽車空調(diào)發(fā)展時間長，零部件基礎(chǔ)雄厚，而新能源汽車空調(diào)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(diào)部分新生零部件的單體標準、系統(tǒng)標準等還欠缺，有待進一步完善。
較之傳統(tǒng)汽車，新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)呈現(xiàn)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(shù)挑戰(zhàn)。
南京奧特佳新能源科技有限公司副總經(jīng)理陳祥吉告訴蓋世汽車，新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)集成空調(diào)制冷采暖、動力電池冷卻功能，還增加了一些新零部件的應(yīng)用，如電動壓縮機、冷卻模塊的板式換熱器、電磁閥等，將引發(fā)新的市場需求為行業(yè)帶來一些新機遇。不過，新能源汽車空調(diào)熱管理系統(tǒng)功能的增加、結(jié)構(gòu)的復雜化，對技術(shù)和成本又提出了新的挑戰(zhàn)。
其分析到，技術(shù)方面的挑戰(zhàn)主要有3點：一，如何提供可靠、高效的低溫采暖技術(shù)；二，如何實現(xiàn)空調(diào)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(tǒng)既要滿足動力電池快充時的大冷量需求，又要兼顧系統(tǒng)低負荷時的調(diào)節(jié)。
而成本方面的挑戰(zhàn)則為：系統(tǒng)功能增加后，如何合理優(yōu)化設(shè)計減少整體系統(tǒng)的成本，包括核心零件如何實現(xiàn)低成本設(shè)計和制造。
曼胡默爾新能源產(chǎn)品專家邁克爾·哈倫布魯克博士則直指：新能源汽車空調(diào)熱管理系統(tǒng)主要的挑戰(zhàn)在于幾乎所有的空調(diào)系統(tǒng)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(xù)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(diào)尷尬的問題引了出來。如上所述，傳統(tǒng)汽車空調(diào)冬季可用發(fā)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(xiàn)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(xù)航里程。那么，業(yè)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(xù)航里程已是新能源汽車技術(shù)的一塊“遮羞布”。“早些年業(yè)界已開始研究替代技術(shù)，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(chǎn)生排尾氣排放問題，因此熱泵成為當前替代PTC熱點技術(shù)。”
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(xiàn)的技術(shù)看，我認為要進一步完善雙級補氣增焓技術(shù)和低溫制冷劑的應(yīng)用才能很好要解決以上低溫熱泵技術(shù)難題。”
在博格思眾亞太區(qū)總裁白濱看來，到目前為止，業(yè)內(nèi)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(diào)的逆運算，如果空調(diào)順時針運轉(zhuǎn)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(nèi)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(nèi)熱泵空調(diào)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(zhì)確認不充分；行業(yè)的標準規(guī)范不完備等。“前兩點需要專業(yè)廠家更好地控制采購成本，提高產(chǎn)品的性價比，第三點則需要行業(yè)盡快出臺各種標準，提高行業(yè)統(tǒng)一性和整體競爭力。”
新市場引多方企業(yè)布局
那么，就目前發(fā)展階段來看，國內(nèi)汽車空調(diào)系統(tǒng)熱管理領(lǐng)域的企業(yè)競爭格局是怎樣的？未來這種格局是否會被重構(gòu)？
陳祥吉表示，目前國內(nèi)汽車空調(diào)系統(tǒng)熱管理領(lǐng)域的企業(yè)競爭格局已較為激烈，既有傳統(tǒng)熱管理的四巨頭：電裝、翰昂、法雷奧和馬勒，也有國內(nèi)熱管理企業(yè)新軍：三花智控、奧特佳、松芝股份、銀輪股份、比亞迪、協(xié)眾、超力、飛龍股份、中鼎股份等，這些企業(yè)均在不約而同地布局新能源汽車熱管理市場。
好在現(xiàn)階段，國內(nèi)汽車空調(diào)系統(tǒng)熱管理市場份額還比較分散，集中度沒有傳統(tǒng)汽車空調(diào)那么高。“根據(jù)家用空調(diào)、傳統(tǒng)汽車空調(diào)行業(yè)的發(fā)展規(guī)律，任何新行業(yè)在起步發(fā)展階段都有眾多參與者以尋找新的發(fā)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(lǐng)域也一樣。” 陳祥吉強調(diào)稱，那些不重視研發(fā)投入和提供穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量制造投入的企業(yè)會逐步被淘汰，目前的產(chǎn)業(yè)格局也會被重構(gòu)。
陸新林亦表示，目前國內(nèi)熱管理技術(shù)主要以歐系、日系、韓系及自主企業(yè)為主，這與國內(nèi)車系分布相關(guān)。不過，其認為，長遠來看這種格局的變化不大，因為多數(shù)熱管理零部件廠具有一定的主機廠背景，零部件企業(yè)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(jīng)連續(xù)5個月下降，且全年基本將呈現(xiàn)負增長。車市低迷對新能源汽車空調(diào)熱管理市場有何影響？未來新能源空調(diào)熱管理市場前景如何？其與傳統(tǒng)汽車空調(diào)熱管理是否是此消彼長的關(guān)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(yīng)商也會面臨市場下滑和價格下調(diào)導致的利潤下降壓力。”而所幸的是，從目前市場規(guī)模來看，空調(diào)熱管理市場還沒有真正達到飽和。
“短期幾年內(nèi)，新能源汽車熱管理系統(tǒng)市場會隨著新能源汽車的數(shù)量和比例而增加，傳統(tǒng)汽車熱管理比例會減少但總體數(shù)量應(yīng)該不會減少。不過，長期來看，未來空調(diào)熱管理市場肯定是此(傳統(tǒng)汽車)消彼(新能源汽車)長的關(guān)系。”陳祥吉表示。
陸新林則表示，傳統(tǒng)汽車空調(diào)熱管理與新能源汽車熱管理的發(fā)展并非此消彼長而是相輔相成。“新能源汽車熱管理技術(shù)的發(fā)展基于傳統(tǒng)汽車空調(diào)熱管理，也有部分技術(shù)產(chǎn)品有別于傳統(tǒng)汽車。例如，HVAC的設(shè)計開發(fā)基于傳統(tǒng)汽車系統(tǒng)，但控制系統(tǒng)比傳統(tǒng)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(shù)與產(chǎn)品也在傳統(tǒng)車上有所應(yīng)用。”
未來發(fā)展趨勢
由上可見，新能源汽車的發(fā)展給車輛空調(diào)系統(tǒng)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(diào)熱管理系統(tǒng)還將朝著哪些趨勢發(fā)展？
“當前的技術(shù)重點在滿足舒適性和提升效率，未來會更加強調(diào)安全。” 陳祥吉表示，新能源汽車熱管理系統(tǒng)會從傳統(tǒng)汽車時代的“舒適性”向“舒適+安全”技術(shù)要求發(fā)展，從以前單純的“硬件為主”轉(zhuǎn)向“軟硬兼并“的技術(shù)方向，因此需要企業(yè)大幅度提升軟件開發(fā)能力。
白濱則表示，基本需求不會變，就是調(diào)節(jié)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(tǒng)燃油車的大區(qū)別，而新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的能效涉及多個部件和系統(tǒng)，甚至與整車ECU密切相關(guān)，后期如何從空調(diào)系統(tǒng)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(diào)熱管理系統(tǒng)在安全性、舒適性、NVH、系統(tǒng)運行的經(jīng)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(diào)熱管理系統(tǒng))
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