【中國(guó)制冷網(wǎng)】不久前，特斯拉Model Y開始首批交付。與特斯拉此前的車型相比，Model Y采用了熱泵空調(diào)系統(tǒng)。這個(gè)差異迅速被行業(yè)“捕捉”到，并就此帶熱了相關(guān)話題。近年來，熱泵空調(diào)的裝車占比開始增長(zhǎng)，此次特斯拉在新車上采用該系統(tǒng)，是否會(huì)帶動(dòng)其市場(chǎng)“升溫”？

　　■可降低能耗、增加續(xù)駛里程

　　據(jù)了解，目前市場(chǎng)上主流的新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)制熱方案主要有兩大類。一是PTC方案，即給熱敏電阻通電，通過電阻發(fā)熱提高溫度。特斯拉Model X采用的是空氣PTC方案，相比液體PTC方案，效率有所提高。二是采用熱泵空調(diào)技術(shù)，將低位熱源的熱能轉(zhuǎn)移到高位。熱泵系統(tǒng)中的四通換向閥，可使熱泵空調(diào)的蒸發(fā)器和冷凝器功能互相對(duì)換，改變熱量轉(zhuǎn)移方向，從而達(dá)到夏天制冷、冬天制熱的效果。當(dāng)前，熱泵系統(tǒng)的類型主要有直接式熱泵空調(diào)系統(tǒng)、間接式熱泵空調(diào)系統(tǒng)和補(bǔ)氣增焓直接式熱泵空調(diào)系統(tǒng)等。而熱泵空調(diào)相對(duì)于PTC加熱的優(yōu)勢(shì)就在于更節(jié)能，其耗能約為后者的50％。

　　“熱泵技術(shù)采用傳統(tǒng)空調(diào)逆向運(yùn)行的原理，實(shí)現(xiàn)從空氣中吸取熱量降低能耗的效果。與傳統(tǒng)電加熱技術(shù)相比，在相同的冬季采暖工況下，采用熱泵技術(shù)可降低50％～70％的制熱能耗。”美國(guó)伊利諾伊大學(xué)香檳分校訪問學(xué)者王丹東對(duì)《中國(guó)汽車報(bào)》記者表示，純電動(dòng)汽車面臨著冬季續(xù)駛里程（低于零下5℃環(huán)境下）衰減超過50％的挑戰(zhàn)。熱泵技術(shù)通過提高制熱能效，提升最高30％的冬季續(xù)駛里程，從而解決冬季用戶因擔(dān)心續(xù)駛里程大幅降低，而不敢開空調(diào)的痛點(diǎn)。

　　“因?yàn)闊岜每照{(diào)低耗能的優(yōu)勢(shì)，所以在純電動(dòng)汽車上應(yīng)用成為一種趨勢(shì)。”新能源汽車行業(yè)獨(dú)立研究者曹廣平表示，就目前特斯拉熱泵空調(diào)系統(tǒng)透露出來的信息看，其特點(diǎn)主要集中在軟件、硬件及集成設(shè)計(jì)三個(gè)方面。軟件方面有多種工作模式，可根據(jù)充電樁、車、動(dòng)力電池、外部環(huán)境的溫度、濕度、時(shí)間、地點(diǎn)等不同工況進(jìn)行充分調(diào)整，提升效率。硬件方面主要是在環(huán)境溫度不夠高等情況下，空調(diào)壓縮機(jī)進(jìn)入產(chǎn)熱模式，同時(shí)PTC退居到次要的設(shè)計(jì)。

　　■市場(chǎng)滲透率5年后或超過90％

　　其實(shí)，在特斯拉Model Y之前，海外市場(chǎng)上已有多款車型配裝熱泵空調(diào)系統(tǒng)，涉及大眾、奧迪、雷諾、寶馬、日產(chǎn)等品牌。近年來，國(guó)產(chǎn)電動(dòng)汽車也開始搭載熱泵空調(diào)，榮威ei5是國(guó)內(nèi)最早采用熱泵技術(shù)的車型，長(zhǎng)安CS75、蔚來ES6等緊隨其后。奧特佳、三花、銀輪、空調(diào)國(guó)際、華域三電等則是熱泵領(lǐng)域領(lǐng)先的自主零部件供應(yīng)商。

　　“目前，國(guó)內(nèi)在售電動(dòng)汽車的熱泵空調(diào)裝機(jī)率還不到5％，但我們預(yù)計(jì)兩年后上市的車型40％以上都會(huì)配裝該系統(tǒng)，5年后熱泵系統(tǒng)的滲透率會(huì)達(dá)到90％以上，成為新能源汽車的標(biāo)配。”奧特佳新能源科技股份有限公司總經(jīng)理丁濤對(duì)記者表示，奧特佳下屬企業(yè)空調(diào)國(guó)際在北美加利福尼亞的熱泵空調(diào)工廠于2020年2月正式投產(chǎn)，供應(yīng)北美市場(chǎng)的知名整車企業(yè)客戶。“最近一個(gè)多月來，我們收到客戶關(guān)于熱泵系統(tǒng)的開發(fā)需求多達(dá)10多份，根據(jù)到手訂單以及未來客戶需求，公司計(jì)劃在南通再建新的熱泵空調(diào)工廠，以滿足中國(guó)市場(chǎng)的需求。”他說。

　　光大證券發(fā)布的行業(yè)調(diào)查報(bào)告顯示，國(guó)內(nèi)熱泵空調(diào)系統(tǒng)市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮螅?025年，我國(guó)新能源車銷量有望達(dá)到710萬的規(guī)模，對(duì)應(yīng)熱管理系統(tǒng)的空間約為500億元，其中空調(diào)系統(tǒng)單車價(jià)值量約為3950元，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)空間約為280億元。熱泵空調(diào)行業(yè)目前處于成長(zhǎng)初期，國(guó)內(nèi)新能源汽車仍以PTC為主，但隨著消費(fèi)者對(duì)經(jīng)濟(jì)性及電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程需求的提升，PTC升級(jí)為熱泵將成為趨勢(shì)。

　　江蘇中關(guān)村科技產(chǎn)業(yè)園節(jié)能環(huán)保研究有限公司副院長(zhǎng)施駿業(yè)表示，上海交通大學(xué)江蘇中關(guān)村研究院研發(fā)了采用低全球氣候變暖指數(shù)的環(huán)保制冷劑R1234yf低溫?zé)岜孟到y(tǒng)，同時(shí)采用自然工質(zhì)二氧化碳的跨臨界汽車熱管理系統(tǒng)，為上汽大眾、上汽乘用車、蔚來汽車、長(zhǎng)城、長(zhǎng)安等十幾家整車企業(yè)提供技術(shù)服務(wù)。據(jù)悉，該研究院通過將動(dòng)力電池、電機(jī)和電控以及空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)整車的能量流管理，保證零部件在適宜的工作溫度下運(yùn)行，同時(shí)大幅提升整車?yán)m(xù)駛里程。

　　■需大力提升技術(shù)和產(chǎn)品性能

　　有消息靈通人士對(duì)記者表示，此次特斯拉Model Y采用的熱泵產(chǎn)品供應(yīng)商是自主零部件企業(yè)奧特佳。事實(shí)上，包括奧特佳在內(nèi)，我國(guó)自主供應(yīng)商不斷提高新能源汽車熱管理技術(shù)和產(chǎn)品水平，屢獲整車企業(yè)客戶訂單。

　　不過，王丹東指出，中國(guó)熱泵產(chǎn)品總體處于世界先進(jìn)水平，但與日本電裝、三電等外資品牌競(jìng)品相比還有一定差距，主要體現(xiàn)在電動(dòng)壓縮機(jī)等關(guān)鍵零部件、控制系統(tǒng)集成能力等方面。比如，電動(dòng)壓縮機(jī)的局部核心技術(shù)享受國(guó)外專利保護(hù)，自主企業(yè)的產(chǎn)品在可靠性、能效等方面仍需進(jìn)一步提高。控制系統(tǒng)涉及乘客艙、動(dòng)力電池、電機(jī)等多個(gè)區(qū)域的熱管理，控制器的集成開發(fā)有待突破。據(jù)他介紹，熱泵產(chǎn)品的挑戰(zhàn)主要包括開發(fā)高效率的零部件和智能控制系統(tǒng)以及提高極寒氣候下的系統(tǒng)性能等。針對(duì)車用熱泵產(chǎn)品，系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)包括制冷、制熱、除霜、除濕、除霧在內(nèi)的復(fù)雜模式功能，這對(duì)零部件的可靠性提出很高的要求。智能控制系統(tǒng)則需對(duì)乘客艙舒適性、動(dòng)力電池?zé)峁芾怼㈦姍C(jī)電器熱管理做出快速、精確的最優(yōu)決策。

　　“熱泵技術(shù)也存在一定局限性，即低溫性能較差。室外環(huán)境較低時(shí)，空氣中的水份會(huì)在熱泵空調(diào)的外蒸發(fā)器上結(jié)霜，從而影響傳熱效率。當(dāng)外部環(huán)境低于零下15℃時(shí)，熱泵系統(tǒng)難以吸收足夠熱量。”曹廣平說，在極低溫度下運(yùn)行，熱泵空調(diào)只能起到部分節(jié)能作用，并不能全面解決電動(dòng)汽車熱管理的全部問題，還要依靠充電設(shè)施、整車設(shè)計(jì)以及零部件尤其是動(dòng)力電池創(chuàng)新技術(shù)。

　　常規(guī)的熱泵系統(tǒng)在零下10℃環(huán)境溫度以上運(yùn)行，開發(fā)適用零下20℃環(huán)境溫度的產(chǎn)品是目前技術(shù)的前沿方向。據(jù)悉，對(duì)于電動(dòng)汽車的冬季采暖問題，上海交通大學(xué)江蘇中關(guān)村研究院研發(fā)了兩項(xiàng)技術(shù)，一是低溫?zé)岜醚a(bǔ)氣增焓技術(shù)，在零下20℃的環(huán)境下依然可從室外吸收熱量，給車內(nèi)加熱；二是整車余熱回收技術(shù)，可檢測(cè)零部件在運(yùn)行過程中的溫度，進(jìn)行能量回收，提高整車?yán)m(xù)駛里程。

　　“車用熱泵技術(shù)還在不斷發(fā)展，從日產(chǎn)聆風(fēng)采用的全球第一款熱泵開始，幾乎每年投入量產(chǎn)的熱泵技術(shù)都有改進(jìn)。自主零部件供應(yīng)商和整車企業(yè)一方面要加大聯(lián)合科研投入，解決已有的零部件和系統(tǒng)難點(diǎn)，促進(jìn)熱泵技術(shù)的推廣應(yīng)用，加速熱泵產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展；另一方面還要大力支持前瞻性基礎(chǔ)研究和行業(yè)共性技術(shù)，比如采用自然工質(zhì)的二氧化碳跨臨界循環(huán)熱泵等，為引領(lǐng)全球車用熱泵技術(shù)發(fā)展做準(zhǔn)備。”王丹東說。

　　無論熱泵還是整車熱管理系統(tǒng)，自主整車及零部件企業(yè)仍有較大的發(fā)展空間。曹廣平認(rèn)為，對(duì)于自主企業(yè)來說，一是要注意充電樁做為基礎(chǔ)設(shè)施為電動(dòng)汽車加熱制冷方面的研究，樁車關(guān)系不只是充電關(guān)系，還包括更多配電及服務(wù)關(guān)系；二是要在整車層面注意發(fā)展動(dòng)力電池、電機(jī)、電控等其他零部件與空調(diào)系統(tǒng)結(jié)合創(chuàng)新的技術(shù)，比如空調(diào)系統(tǒng)與“三電”的物理集成、功能集成、軟件集成等；三是在零部件層面進(jìn)行二氧化碳熱泵空調(diào)、液氮蓄冷等多方面的創(chuàng)新與開發(fā)；四是注重基礎(chǔ)研究工作，比如熱泵空調(diào)除霜的全新技術(shù)方案、蓄冷蓄熱材料的研究等。