空調(diào)系統(tǒng)在熱管理系統(tǒng)中起著重要作用分析

• 陳博 2023年10月30日 來源：中研網(wǎng) 1004 63
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新能源汽車的發(fā)展，近年來在全球范圍內(nèi)愈發(fā)地被重視。新能源汽車的發(fā)展，有望解決傳統(tǒng)燃油車帶來的環(huán)境污染問題。新能源車和傳統(tǒng)燃油車最大的不同在于動(dòng)力系統(tǒng)，進(jìn)而導(dǎo)致熱管理及空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生巨大變化。傳統(tǒng)國(guó)外熱管理龍頭電裝、法雷奧、翰昂、馬勒四家龍頭企業(yè)占據(jù)全球

國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)的崛起以及競(jìng)爭(zhēng)的加劇，推動(dòng)了汽車空調(diào)行業(yè)不斷發(fā)展。中國(guó)汽車產(chǎn)銷分別完成2780.9萬輛和2808.1萬輛，對(duì)汽車空調(diào)需求只增不減，同期汽車空調(diào)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)超過250億元。

在市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng)的背后，汽車空調(diào)技術(shù)也隨之進(jìn)入新的發(fā)展階段，汽車制造商不斷地根據(jù)用戶的要求更新設(shè)計(jì)，期望通過發(fā)展新技術(shù)來提升汽車性能，如熱交換器的材料從全銅發(fā)展到全鋁，結(jié)構(gòu)從管片式向管帶式發(fā)展，蒸發(fā)器主要向?qū)盈B式(板翅式)發(fā)展，冷凝器主要向多元平行流動(dòng)式發(fā)展;隨著變頻空調(diào)技術(shù)的發(fā)展,越來越多的空調(diào)器采用電子膨脹閥作為一種新型的節(jié)流元件。

據(jù)顯示：從專利申請(qǐng)人來看，排在前三位的分別為上海加冷松芝汽車空調(diào)股份有限公司、上海三電貝洱汽車空調(diào)有限公司、奇瑞汽車股份有限公司，相關(guān)專利申請(qǐng)數(shù)量分別為380件、279件和258件，占比分別為2.20%、1.62%、1.49%。

點(diǎn)擊查看中研普華產(chǎn)業(yè)院研究報(bào)告《2022-2027年中國(guó)汽車空調(diào)行業(yè)市場(chǎng)深度全景調(diào)研及投資前景分析報(bào)告》

從技術(shù)分布來看，分類號(hào)小類中“B60H 車輛客室或貨室專用加熱、冷卻、通風(fēng)或其他空氣處理設(shè)備的布置或裝置”申請(qǐng)數(shù)量最多，達(dá)到4212件，占比22.40%；“F25B 制冷機(jī)，制冷設(shè)備或系統(tǒng);加熱和制冷的聯(lián)合系統(tǒng)；熱泵系統(tǒng)”專利申請(qǐng)數(shù)量也超過1700件，占比9.45%；“F24F 空氣調(diào)節(jié)；空氣增濕；通風(fēng)；空氣流作為屏蔽的應(yīng)用”專利申請(qǐng)量排在第三，占比8.56%。

首先，在國(guó)際環(huán)保主義潮流的影響下，汽車空調(diào)的環(huán)保問題也引起了汽車相關(guān)群體的關(guān)注，汽車空調(diào)技術(shù)也正在朝環(huán)?；絾柊l(fā)展。汽車空調(diào)系統(tǒng)具有制冷、取暖、除霜、除霧、空氣過濾和濕度控制等功能，雖然目前轎車的燃油余熱足夠提供轎車內(nèi)的采暖和除霜的需要，但隨著新能源技術(shù)的不斷發(fā)展，電動(dòng)車和混合動(dòng)力車已成為汽車發(fā)展的重要方向，利用燃油余熱工作的空調(diào)系統(tǒng)將逐漸退出市場(chǎng)。因此，適合新能源車的高效率空調(diào)對(duì)占領(lǐng)市場(chǎng)至關(guān)重要。

其次，換熱器(蒸發(fā)器、冷凝器、加熱器)是汽車空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵零部件之一，技術(shù)要求非常高。尤其是隨著整車空間要求和空調(diào)舒適性要求的提高，對(duì)換熱器的換熱效率及表面溫度分布的均勻性要求也越來越高。因此，設(shè)計(jì)換熱器時(shí)需要進(jìn)行大量的理論分析、數(shù)量計(jì)算和試驗(yàn)驗(yàn)證，以達(dá)到換熱器冷媒側(cè)和空氣側(cè)的性能符合要求。為了追求更高的換熱效率，換熱器的原料設(shè)計(jì)越來越薄，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜。對(duì)模具制造、加工成形、清洗和焊接及生產(chǎn)工藝的要求日益提高，生產(chǎn)企業(yè)需具備相當(dāng)高的設(shè)計(jì)和制造能力。

最后，新能源車發(fā)展引發(fā)空調(diào)技術(shù)新變革。能源車尤其是電動(dòng)車的發(fā)展，對(duì)于空調(diào)的設(shè)計(jì)提出較大挑戰(zhàn)，因采暖方式不同，空調(diào)的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、理念亦發(fā)生較大變化，迫使企業(yè)不得不采取新的解決方案。針對(duì)電動(dòng)車開空調(diào)情況下所導(dǎo)致的熱量損失，家用空調(diào)中的熱泵技術(shù)被引用到了汽車空調(diào)上。熱泵技術(shù)將是汽車空調(diào)的一個(gè)大的趨勢(shì)，但是目前有很多技術(shù)難題還在攻克中，需要一定時(shí)間。

新能源汽車的發(fā)展，近年來在全球范圍內(nèi)愈發(fā)地被重視。新能源汽車的發(fā)展，有望解決傳統(tǒng)燃油車帶來的環(huán)境污染問題。新能源車和傳統(tǒng)燃油車最大的不同在于動(dòng)力系統(tǒng)，進(jìn)而導(dǎo)致熱管理及空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生巨大變化。傳統(tǒng)國(guó)外熱管理龍頭電裝、法雷奧、翰昂、馬勒四家龍頭企業(yè)占據(jù)全球市場(chǎng)一半以上的份額，具備較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。而在當(dāng)前這輪汽車電動(dòng)化浪潮中，既有的汽車熱管理空調(diào)競(jìng)爭(zhēng)格局已有松動(dòng)跡象，國(guó)內(nèi)企業(yè)存在彎道超車的可能性。

狹義汽車熱管理是指：對(duì)所有車載熱源系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理和優(yōu)化；廣義汽車熱管理系統(tǒng)還包括空調(diào)系統(tǒng)。熱管理在汽車節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適性等方面具有重要作用。

對(duì)于傳統(tǒng)汽車，其熱管理系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙空氣流動(dòng)系統(tǒng)以及駕駛室的空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)等。具體涉及冷卻介質(zhì)、熱交換器、風(fēng)扇、泵、底盤空氣流通、傳感器等。

對(duì)于新能源車汽車，其熱管理系統(tǒng)包括空調(diào)系統(tǒng)，除此還包括電池?zé)峁芾?、電機(jī)電控?zé)峁芾砑捌渌O(shè)備的冷卻。新能源車和傳統(tǒng)燃油車最大的不同在于動(dòng)力系統(tǒng)，前者是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，后者是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

新能源汽車的熱管理系統(tǒng)與燃油車區(qū)別主要體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：

1、傳統(tǒng)燃油車熱管理系統(tǒng)是圍繞發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)建的（發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)、水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，座艙制暖來源于發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱）。沒有發(fā)動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)只部分時(shí)間工作要求空調(diào)壓縮機(jī)和水泵電動(dòng)化，并且需要采用其他方式（PTC 或熱泵）為座艙制暖；

2、新能源汽車的動(dòng)力電池需要精細(xì)的散熱和加熱管理。相比于燃油車，新能源汽車新增動(dòng)力電池?zé)峁芾砘芈罚ㄔ黾?chiller、電池冷卻水板、閥件、PTC 等）。

新能源車空調(diào)系統(tǒng)由電能驅(qū)動(dòng)。對(duì)于新能源汽車（特別是純電動(dòng)汽車）， 既沒有發(fā)動(dòng)機(jī)作為空調(diào)壓縮機(jī)的動(dòng)力源，也沒有發(fā)動(dòng)機(jī)余熱可以利用達(dá)到取暖、除霜的效果。通常來講，新能源車空調(diào)系統(tǒng)的冷源、熱源和其他能源都來自電池。

汽車空調(diào)直接影響駕駛舒適性，對(duì)于新能源汽車來講，還影響其續(xù)航里程。根據(jù) ANL 對(duì)Nissan Leaf 的測(cè)試，在高速公路循環(huán)路況下，當(dāng)外界溫度為 20F（-6.7℃）時(shí)，調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度至 72F（22.2℃），車輛續(xù)航里程與不開空調(diào)時(shí)相比下降 30%；當(dāng)外界溫度為 95F（35℃）時(shí)，調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度至72F（22.2℃），車輛續(xù)航里程與不開空調(diào)時(shí)相比下降 4%。

欲了解更多中國(guó)汽車空調(diào)行業(yè)的未來發(fā)展前景，可以點(diǎn)擊查看中研普華產(chǎn)業(yè)院研究報(bào)告《2022-2027年中國(guó)汽車空調(diào)行業(yè)市場(chǎng)深度全景調(diào)研及投資前景分析報(bào)告》。

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