2023年中國新能源乘用車滲透率已達到31.6%，電動化推動熱管理市場規(guī)模持續(xù)增長，且新能源熱管理的技術(shù)和市場發(fā)展均處于前期階段，中國新能源的規(guī)模優(yōu)勢和市場迅速擴張，國內(nèi)優(yōu)質(zhì)熱管理企業(yè)的發(fā)展?jié)摿蛧a(chǎn)替代空間巨大。

1、新能源汽車熱管理系統(tǒng)概述

新能源汽車發(fā)展過程中，熱管理技術(shù)的研究占據(jù)了舉足輕重的地位。新能源汽車熱管理系統(tǒng)主要包括空調(diào)熱管理系統(tǒng)、電機和電控冷卻系統(tǒng)以及電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)三大部分，是電動車駕乘安全、續(xù)航里程與舒適性的重要保證。

空調(diào)熱管理系統(tǒng)：主要靠空調(diào)冷媒制冷，PTC加熱或熱泵空調(diào)制熱，調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣溫度，確保乘客舒適。

電機和電控冷卻系統(tǒng)：保持電動汽車的電機和相關(guān)電控系統(tǒng)在適宜的溫度范圍內(nèi)運行，以確保電機及控制系統(tǒng)的使用壽命和運行的可靠性，冷卻方式主要包含風(fēng)冷和液冷兩種方式。

電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)：維持電池組的溫度在適宜范圍內(nèi)，以確保其性能和壽命，基于不同的冷卻介質(zhì)主要分為風(fēng)冷、液冷、相變材料和熱管冷卻。

2、新能源汽車熱管理發(fā)展三階段

汽車的熱管理系統(tǒng)發(fā)展主要包含：發(fā)動機冷卻系統(tǒng)、汽車空調(diào)系統(tǒng)、余熱回收系統(tǒng)、電子器件冷卻系統(tǒng)、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)、燃料電池水/熱管理系統(tǒng)、自動駕駛熱系統(tǒng)。

新能源汽車熱管基本上分為三個階段，現(xiàn)階段基本處于1和2的階段，大部分新能源汽車電池、電驅(qū)和座艙是單獨的系統(tǒng)。少部分車企已經(jīng)進入到了第通過核心部件將三電和座艙打通，實現(xiàn)整車一體化熱管理。熱管理技術(shù)的每次革新，帶來新的發(fā)展機會的，也帶來了挑戰(zhàn)。

第1階段：分散式熱管理

電池、電機電控和空調(diào)系統(tǒng)回路彼此獨立，各自有一套完整的溫控和管路系統(tǒng)。但能量利用不充分，同時系統(tǒng)管路復(fù)雜，零部件多，制造和維護費時。

第2階段：集成式熱管理

利用多通道閥門或管路，將電池、電機電控和空調(diào)系統(tǒng)中某些或全部回路均連通，形成一個循環(huán)回路。熱管理控制器根據(jù)各部件的溫控需求，統(tǒng)籌熱量管理，減少能量的浪費。但系統(tǒng)集成度高，控制復(fù)雜，控制難度較大。

第3階段：智能化熱管理

熱管理系統(tǒng)功能一體化、結(jié)構(gòu)模塊化、控制智能化，實現(xiàn)整車能耗最低和能量最優(yōu)分配的終極目標(biāo)。

此外，新能源汽車高電壓趨勢也正在引發(fā)熱管理技術(shù)持續(xù)迭代，高電壓平臺可提高充電效率、降低損耗、實現(xiàn)整車輕量化。相關(guān)企業(yè)對800V電動壓縮機、液冷超充樁等與800V高壓技術(shù)相匹配的熱管理零部件布局也在加速。

高電壓趨勢下的熱管理技術(shù)（來源《產(chǎn)業(yè)在線》）

3、新能源汽車熱管理前沿技術(shù)趨勢

（1）動力電池液冷方式

動力電池的溫度控制是三電系統(tǒng)熱管理的核心，其續(xù)航與工作環(huán)境溫度直接關(guān)聯(lián)。根據(jù)管理方式分類，動力電池包的冷卻（溫控）主要包括自然冷卻、風(fēng)冷、液冷、直冷四類，其中風(fēng)冷一致性差，冷卻效果難以控制，冷媒直冷技術(shù)難度較高，因此電池冷卻的技術(shù)路線仍以液冷為主。

動力電池冷卻方案

（2）動力電池冷媒直冷

冷媒直冷技術(shù)換熱性能強、結(jié)構(gòu)簡單，其技術(shù)原理與空調(diào)制冷原理類似。比亞迪刀片電池上面采用了直冷直熱技術(shù)以冷媒取代了傳統(tǒng)的冷卻液，直接對電池進行冷卻和加熱，直冷模式制熱效果較好，但制冷劑用量大、成本高，且對電池一致性要求高。

冷媒直冷技術(shù)原理

（3）熱泵空調(diào)技術(shù)

新能源汽車需額外的熱源補充，才能維持空調(diào)系統(tǒng)高效運轉(zhuǎn)。PTC加熱器可分為風(fēng)暖式和水暖式，其成本低、結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定，但對動力電池的消耗極大，嚴(yán)重影響了電動汽車的續(xù)駛里程。而熱泵空調(diào)制冷過程和傳統(tǒng)空調(diào)一致，制熱過程依靠系統(tǒng)的反向循環(huán)，將外界空氣的熱能強制轉(zhuǎn)移到乘客艙的空調(diào)系統(tǒng)，能效系數(shù)更高，是未來空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

熱泵空調(diào)系統(tǒng)按照制冷劑不同可分為R134a、R1234yf和R744（CO2二氧化碳）等幾種類型。

（4）熱管理系統(tǒng)集成化技術(shù)

從整車層面對各子系統(tǒng)進行能量統(tǒng)籌管理將成為電動汽車未來的發(fā)展趨勢，集成式熱管理系統(tǒng)突破設(shè)計瓶頸，將電池、電機電控和空調(diào)系統(tǒng)三個獨立域部分或全部打通，僅需一套熱管理控制器就可以實現(xiàn)循環(huán)一體化。集成化方案還可實現(xiàn)零件共用化和輕量化，促進管路和線束集中的空間優(yōu)化，從而顯著降低整車電耗，提升續(xù)航里程。最重要的是規(guī)?；?，集成式熱管理系統(tǒng)的成本將明顯占優(yōu)。

（5）熱管理系統(tǒng)智能化技術(shù)

智能化熱管理技術(shù)主要圍繞熱舒適性控制、空氣管理和預(yù)測性維護打造千人千面的智能化體驗。智能化熱管理系統(tǒng)將進一步放大集成化優(yōu)勢。智能算法控制單元將車輛使用場景、用戶需求和傳感器信息進行綜合處理，實現(xiàn)對控制器的精準(zhǔn)管理。

集成化與智能化熱管理系統(tǒng)對比來自《億歐智庫》

未來新能源汽車行業(yè)發(fā)展的第一大方向是熱管理系統(tǒng)的集成化，業(yè)內(nèi)已有多家企業(yè)開啟了深入的布局，搭載集成化熱泵系統(tǒng)的智能電動汽車在市場上得到了熱銷、暢銷的正向回饋。第二大方向是智能化，傳統(tǒng)的執(zhí)行器只能機械地執(zhí)行命令，并未對使用場景和駕駛習(xí)慣有更多考量，智能化需要從概念階段盡快推進到落地階段。第三個方向是規(guī)模量產(chǎn)化，因為增量部件的明顯增多，成本問題是制約新一代熱管理系統(tǒng)批量上車的掣時，唯有通過高裝機量、高銷售量的組合策略，才能打通降本路徑。

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