不久前，特斯拉ModelY开始了首批交付。与特斯拉之前的车型相比，ModelY采用了热泵空调系统。这些差异很快就被业界所关注并引发了热门话题。最近，配备热泵空调的汽车比例开始增加，如果特斯拉将该系统应用到新车上，市场会变得“火爆”吗？
可以减少能源消耗并增加行驶距离。
据了解，目前市场上的新能源汽车空调系统加热解决方案主要有两大类。第一种是PTC解决方案，为热敏电阻通电并通过电阻加热提高其温度。TeslaModelX采用空气PTC解决方案，比液体PTC解决方案更高效。二是利用热泵空调技术将热能从低位热源转移到高位热源。热泵系统的四通换向阀将热泵空调的蒸发器和冷凝器的功能互换，改变传热方向，以达到夏季制冷、冬季制热的效果。目前，热泵系统的主要类型包括直接热泵空调系统、间接热泵空调系统、补风增焓直接热泵空调系统。热泵空调相对于PTC采暖的优点是节能更大，能耗约为后者的50%左右。
“热泵技术利用传统空调逆向运行的原理，从空气中吸收热量，降低能耗。与传统电采暖技术相比，在相同的冬季供暖条件下，使用热泵技术可降低能耗.50%加热能耗的70%。”美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校访学者王丹东告诉《中国汽车报》主编，纯电动汽车面临续驶里程减少50%以上的挑战。冬天。热泵技术通过提高供暖能效，可将冬季行驶里程增加高达30%，解决了冬季用户因担心行驶里程大幅缩短而不愿打开空调的难题。
“由于热泵空调在低能耗方面的优势，将其应用于纯电动汽车已成为趋势。”新能源汽车行业独立研究员曹广平表示，从特斯拉目前公布的信息来看热泵空调系统的主要特点集中在软件、硬件和集成设计三个方面。软件具有多种工作模式，可根据充电桩、车辆、动力电池、外部环境温度、湿度、时间、地点等不同工况进行充分调整，提高效率。硬件方面，主要设计是当环境温度不够高时，空调压缩机进入制热模式，PTC退居二线。
5年后市场渗透率或将超过90%
事实上，在特斯拉ModelY之前，海外市场的多款车型，包括大众、奥迪、雷诺、宝马、日产等品牌，都配备了热泵空调系统。最近，热泵空调已经开始在国内电动汽车上安装，荣威ei5是韩国首款应用热泵技术的车型，长安CS75和蔚来ES6紧随其后。奥特佳、三花、银轮、空调、华宇三电等是热泵领域领先的独立零部件供应商。
“目前，中国销售的电动汽车中热泵空调的安装率不足5%，但两年内发布的车型预计将有40%以上配备该系统，热泵空调的普及率“五年内系统利用率将超过90%，这将成为新能源汽车的标配。”奥特卡新能源科技有限公司总经理丁涛告诉小编。该工厂已于2月份正式投产。2020年，为北美市场知名汽车客户供货。“过去一个月，我们收到了10多个客户关于热泵系统开发的请求。根据已收到的订单和未来的客户需求，公司计划在南通新建一座热泵空调工厂。“它满足了中国市场的需求，”他说。
光大证券发布的行业研究报告显示，国内热泵空调系统市场发展潜力巨大。2025年，我国新能源汽车销量预计将达到710万辆，对应的热管理系统空间约为500亿元，单个空调系统价值约为3950元，代表市场空间约为28亿元人民币，适用。热泵空调行业目前正处于成长期，国内新能源汽车仍以PTC为主，但随着消费者对电动汽车经济性和续驶里程要求的提高，PTC升级为热泵有望成为主流市场趋势。趋势。
江苏中关村科技产业园节能环保研究有限公司史俊业副院长表示，上海交通大学江苏中关村研究院研发出了环保制冷剂R1234yf低温热泵系统。它具有较低的全变暖潜能值，并采用来自天然工质二氧化碳的超临界热泵。汽车热管理系统为上汽大众、上汽乘用车、蔚来汽车、长城汽车等十几家汽车公司提供技术服务。长安.做.据悉，该实验室集成了动力电池、电机、电控和空调系统，可实现整个车辆的能量流管理，确保部件在适当的工作温度下运行，并显着提高车辆的续航里程。
技术和产品性能需要认真改进
知情人士告诉小编，特斯拉ModelY此次使用的热泵产品供应商是独立零部件制造商Aotesia。事实上，包括奥特卡在内的我国独立供应商正在不断提升新能源汽车热管理技术和产品水平，并多次接到汽车公司客户的订单。
不过，王丹东指出，虽然我国热泵产品总体处于世界先进水平，但与日本电装、三电等国外品牌竞品相比，仍有一定差距，主要体现在电动压缩机等关键零部件上。控制系统集成功能等。例如，电动压缩机的部分核心技术受国外专利保护，自主公司的产品在可靠性和能效方面仍需进一步提高。控制系统包含室内、动力电池、电机等多个区域的热管理，控制器的集成化发展必须突破。他表示，热泵产品面临的挑战主要包括开发高效组件和智能控制系统，以及提高极端气候下的系统性能。对于汽车热泵产品，系统必须实现制冷、制热、除霜、除湿、除雾等复杂模式功能，对部件的可靠性提出了很高的要求。智能控制系统必须快速、准确地对座舱舒适度、动力电池热管理、电机电器热管理等做出最优决策。
“热泵技术也有一定的局限性，即低温性能较差。当室外环境较低时，空气中的水分会冻结在热泵空调的外部蒸发器上，影响传热效率。外部环境是-15C。在C下，热泵系统很难吸收足够的热量。”曹广平表示，在极低温度下运行时，热泵空调只能起到部分节能作用。电动汽车的所有热管理题都无法全面解决，取决于充电设施、整车设计和零部件，尤其是创新的动力电池技术。
现有的热泵系统甚至可以在-10以上的环境温度下运行，而开发适合-20环境温度的产品是当前技术的前沿。据悉，针对电动汽车冬季取暖题，上海交通大学江苏中关村研究院研发了两项技术，其中一项是低温热泵补风增焓技术，仍能吸收热量。在-20的环境下为车辆提供供暖；二是车辆余热回收技术，通过检测运行过程中部件的温度来回收能量，提高车辆的续驶里程。
“汽车热泵技术仍在不断发展。从日产Leaf采用全第一台热泵开始，投入量产的热泵技术几乎每年都在进步。一方面，独立零部件公司和汽车制造商正在合作开发其他“需要增加。”我们要投入科研力量，解决现有部件和系统的困难，促进热泵技术的推广应用，加快热泵产品产业链的发展，同时还要积极支持面向未来的基础研究。王丹东表示，“利用自然工质、二氧化碳超临界循环热泵等行业共性技术正准备引领全车用热泵技术的发展。”
无论热泵还是车辆热管理系统，对于独立整车及零部件企业来说，仍然有很大的发展空间。曹广平认为，自主企业首先要重视充电桩的研究，充电桩是电动汽车制冷、制热的基础设施。桩与车辆之间的关系不仅包括充电关系，还包括更多的配电和服务关系。其次，要重视充电桩作为电动汽车基础设施的研究，在整车层面，要重视发展动力电池、电机、电控等部件与空气结合的创新技术。三是空调系统与“三电”空调系统的物理集成、功能集成、软件集成等几个方面的创新发展，三是部件层面的二氧化碳热泵空调和液氮，四是热能重点开展基础研究工作，包括新技术解决方案、制冷蓄热材料研究。
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