热泵空调将成为新能源汽车首选方案

最近两年，新能源汽车的使用率和普及率不断提升，无论是外资还是国产品牌都加大了新车的研发和上市速度。特别是在双碳目标以及绿色低碳出行的大方针之下，纯电汽车的销售也呈现出高速增长态势。统计数据显示，2020年汽车行业整体销量增速为-1.9%，新能源汽车销量增10.9%，其中纯电动汽车销量增11.6%，插电式混合动力汽车销量增8.4%，新能源汽车及其各细分领域均跑赢汽车行业整体。

对于纯电汽车的普及来说，最大的制约就是续航里程，这从很大程度上决定了消费者的购买意愿。续航里程主要有两个因素决定，一个是电池的容量，一个是电动汽车的电力消耗。相对来说，续航里程往往都是出厂额定的功率决定，也与驾驶员的驾驶习惯有关系。当然，最重要的是与电力消耗有关，其中空调的使用就是最大的电力消耗点。

据了解，电动汽车的空调与普通燃油车并无两样，制冷模式时主要依靠单独的制冷压缩机进行工作，电力的消耗主要是集中于压缩机做功相对而言，燃油车制冷时的能源消耗较小。而冬季制热时，燃油车可以回收利用发动机工作产生的高温循环，实现对车内温度的提升，在这个过程中并不会启动压缩机，因此几乎没有能源消耗。虽然电动汽车的各项部件和系统在运行时也会产生一定的热量，其中动力电池产生的热量最多，但这些热量无法满足空调的需求，因此传统的电动车上，并不会以这些热量为空调暖风的“源泉”，因此为了提供热源，电动车会额外的加入热源零部件PTC。PTC是指正温度系数热敏电阻，这种电阻和温度是正相关的关系。也就是当环境温度降低，PTC的电阻也降低，这样通电后，恒定电压下，电流增大，通电的发热量就会变大。

目前PTC加热有两种方案，水暖和风暖。其差别就在于一个是通过PTC加热冷却液，再和散热器进行热交换；而另一个是开启暖风后，冷空气直接和PTC进行换热，最终吹出暖风。一般情况下，PTC的功率会在6kW以内。对应不同功能，系统会对PTC的功率进行较为精准的控制。PTC就相当于我们平时生活中的热得快，加热后再通过风机向车内供暖。但是供暖的时候，电池的消耗增加，外加冬季较为寒冷，本身的电池容量就有所降低，两种因素综合之后，会对电动汽车的整体续航产生较大影响，让使用者有较大的担忧和疑虑。

为了解决这一痛点，车用热泵空调开始出现。从技术上说并不是新物种，但在汽车中还是比较罕见。这种空调主要以热泵技术为核心，是目前为数不多的适用于电动车制热的有效技术。整个系统由四个核心零部件组成，分别是：电动压缩机、四通换向阀、换热器和电子膨胀阀，对于电动汽车来说，冬季的电力消耗主要是对压缩机的消耗。相比PTC，热泵空调的效率更高，能耗也较低。不过，热泵空调的使用与环境温度息息相关，一旦遇到零度以下的气温或者是极端严寒的气候，热泵空调的工作效率较低，能耗也会增加。因此，目前也有部分车企采用了PTC+热泵的模式，在极度低温状态下，先采用PTC对室内进行加热，当汽车行驶一段时间以后，动力电池产生的热量就会被回收利用，再加以热泵的工作效率，从而实现效率的最高化。

热泵空调虽好，但是成本相对较高。相关数据显示，传统汽车空调的成本在2000元左右，但是热泵空调的成本在3300元左右，单台成本就要高出1000多元，但是依旧有不少车企选择热泵空调。可以说，热泵空调拥有不错的市场前景，不少企业已经瞄准这一市场。

格力就是其中的代表，早在2018年，格力就已推出专为新能源汽车研发的纯电动热泵空调，该系统搭载双级增焓技术，解决超低温环境下制热量不足、系统可靠性问题，在-30℃至54℃的环境下可靠运行，并强劲制冷、制热。根据格力中央空调的官方介绍，该热泵空调系统主要有几大亮点：

亮点一：搭载了格力24项国际领先科技之一——双级增焓技术，能够通过单压缩机补气变排量运行，大幅提高热泵能力，同时系统运转范围扩展到-30~54℃，能够实现极端温度下的高可靠运行，适用于大部分地区。双级增焓系统的神奇之处，在于其“越冷越给力”。在低温工况下，随着系统压比增大，格力热泵空调系统性能提升更显著，性能较单级系统可提升8%~33%。

亮点二：与1.0版本采用铁壳压缩机不同，格力新能源乘用车热泵空调2.0采用了全新的铝涡旋压缩机，能够大幅降低系统的重量，助力新能源汽车进一步实现轻量化。

作为一款为新能源乘用车量身定做的压缩机，它具有极为优良的密封性，防护等级达IP67，同时具备完善的自我保护策略，极宽幅度调速范围900rpm-8500rpm，可满足汽车恶劣工况下的稳定运行，还兼具安全性高，噪音低，振动小，可靠性高等优势。压缩机的升级，进一步促进格力新能源乘用车热泵空调性能的提升，系统的最大制冷/热能力较1.0版本有了全面提升。较普通的PTC采暖，格力热泵空调耗电量节省60%，整车续航比例增加13%，能够更好的匹配轿车/SUV等车型。

除格力以外，三花智控也研发了针对新能源汽车的热管理系统。根据三花智控透露，新能源汽车热管理系统主要由空调系统、电池热管理系统和电机电控冷却系统形成。其涉及的零部件主要包括控制部件(电子膨胀阀、水阀等)、换热部件(冷却板、冷却器、油冷器等)与驱动部件(电子水泵与油泵等)。三花智控同时表示，如果根据现有的新能源汽车的发展速度来推算，到2025年新能源汽车热管理系统市场空间将接近400亿元，对于公司的整体营收增长将会有极大地带动。(江南)