受全新驅(qū)動(dòng)方式影響,新能源汽車熱管理系統(tǒng)較之傳統(tǒng)燃油車變得更加復(fù)雜,對(duì)于整車的重要性也愈加提升。以二者共同擁有的空調(diào)系統(tǒng)為例,因動(dòng)力方式的轉(zhuǎn)變,新能源汽車的空調(diào)系統(tǒng)也發(fā)生了較大變化。
六大差異下的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
在將傳統(tǒng)汽車空調(diào)系統(tǒng)與新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成及技術(shù)進(jìn)行分析對(duì)比后,天津三電汽車空調(diào)有限公司總工程師陸新林總結(jié)了以下六大差異點(diǎn):
● 壓縮機(jī)不同:傳統(tǒng)汽車空調(diào)系統(tǒng)采用機(jī)械傳動(dòng)式壓縮機(jī),新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)則采用電驅(qū)動(dòng)式壓縮機(jī);
● 空調(diào)系統(tǒng)冬天的采暖熱源不同:傳統(tǒng)汽車空調(diào)系統(tǒng)冬季的熱源來源于發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱,而新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)主要通過PTC加熱或熱泵加熱;
● 空調(diào)系統(tǒng)服務(wù)對(duì)象的變化:傳統(tǒng)汽車空調(diào)系統(tǒng)只管理乘員艙的舒適性,新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)不僅要管理乘員艙的舒適性還要負(fù)責(zé)整車的溫度管理;
● 控制系統(tǒng)不同:基于以上三點(diǎn),新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的控制要比傳統(tǒng)汽車更為復(fù)雜,而現(xiàn)實(shí)情況是新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)與控制相關(guān)的技術(shù)與數(shù)據(jù)積累又不如傳統(tǒng)汽車豐富;
● 零部件的成熟度不同:傳統(tǒng)汽車空調(diào)發(fā)展時(shí)間長(zhǎng),零部件基礎(chǔ)雄厚,而新能源汽車空調(diào)上的部分新生零部件,如電動(dòng)壓縮機(jī)、電子膨脹閥等尚不成熟。
● 測(cè)試方法及標(biāo)準(zhǔn)差異:新能源汽車空調(diào)部分新生零部件的單體標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)等還欠缺,有待進(jìn)一步完善。
較之傳統(tǒng)汽車,新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)呈現(xiàn)出的6大差異點(diǎn),無疑蘊(yùn)藏著許多新的市場(chǎng)機(jī)遇,但同時(shí)也不得不面對(duì)諸多新的技術(shù)挑戰(zhàn)。
南京奧特佳新能源科技有限公司副總經(jīng)理陳祥吉告訴蓋世汽車,新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)集成空調(diào)制冷采暖、動(dòng)力電池冷卻功能,還增加了一些新零部件的應(yīng)用,如電動(dòng)壓縮機(jī)、冷卻模塊的板式換熱器、電磁閥等,將引發(fā)新的市場(chǎng)需求為行業(yè)帶來一些新機(jī)遇。不過,新能源汽車空調(diào)熱管理系統(tǒng)功能的增加、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化,對(duì)技術(shù)和成本又提出了新的挑戰(zhàn)。
其分析到,技術(shù)方面的挑戰(zhàn)主要有3點(diǎn):首先,如何提供可靠、高效的低溫采暖技術(shù);第二,如何實(shí)現(xiàn)空調(diào)制冷、制熱、電池冷卻、加熱多模式變工況的合理控制;第三,如何解決一套系統(tǒng)既要滿足動(dòng)力電池快充時(shí)的大冷量需求,又要兼顧系統(tǒng)低負(fù)荷時(shí)的調(diào)節(jié)。而成本方面的挑戰(zhàn)則為:系統(tǒng)功能增加后,如何合理優(yōu)化設(shè)計(jì)減少整體系統(tǒng)的成本,包括重要零件如何實(shí)現(xiàn)低成本設(shè)計(jì)和制造。
曼胡默爾新能源產(chǎn)品首席專家邁克爾·哈倫布魯克博士則直指:新能源汽車空調(diào)熱管理系統(tǒng)主要的挑戰(zhàn)在于幾乎所有的空調(diào)系統(tǒng)加熱都必須由動(dòng)力電池提供能量,而這會(huì)明顯地減小純電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。
純電動(dòng)車冬季采暖仍顯尷尬
時(shí)值寒冬,邁克爾·哈倫布魯克博士簡(jiǎn)短的一句話無疑將新能源汽車空調(diào)尷尬的問題引了出來。如上所述,傳統(tǒng)汽車空調(diào)冬季可用發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱采暖,對(duì)于沒有熱源的純電動(dòng)汽車而言,則主要通過PTC加熱。然而,現(xiàn)實(shí)情況是,通過PTC加熱器進(jìn)行采暖,在冬天時(shí)將影響電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程。那么,業(yè)界對(duì)此有何解決方案?對(duì)此,陳祥吉坦言,PTC加熱采暖由于能耗高,在冬季嚴(yán)重縮短車輛續(xù)航里程已是新能源汽車技術(shù)的一塊“遮羞布”?!霸缧┠陿I(yè)界已開始研究替代技術(shù),目前有熱泵和燃?xì)饧訜崞鲀煞N解決方案,燃?xì)饧訜崞麟m然能解決低溫供暖問題但依靠燃燒柴油仍然會(huì)產(chǎn)生排尾氣排放問題,因此熱泵成為當(dāng)前替代PTC熱點(diǎn)技術(shù)?!辈贿^,陳祥吉亦指出,當(dāng)前熱泵還存在一些問題,如不能滿足低溫(低于-10℃)運(yùn)行、低溫下不能可靠運(yùn)行、供熱能力不足和能效低(COP)。“以當(dāng)前可實(shí)現(xiàn)的技術(shù)看,我認(rèn)為要進(jìn)一步完善雙級(jí)補(bǔ)氣增焓技術(shù)和低溫制冷劑的應(yīng)用才能很好要解決以上低溫?zé)岜眉夹g(shù)難題?!?
好在現(xiàn)階段,國(guó)內(nèi)汽車空調(diào)系統(tǒng)熱管理市場(chǎng)份額還比較分散,集中度沒有傳統(tǒng)汽車空調(diào)那么高?!案鶕?jù)家用空調(diào)、傳統(tǒng)汽車空調(diào)行業(yè)的發(fā)展規(guī)律,任何新行業(yè)在起步發(fā)展階段都有眾多參與者以尋找新的發(fā)展機(jī)會(huì),市場(chǎng)到成熟階段就會(huì)越來越集中,新能源汽車熱管理領(lǐng)域也一樣?!?陳祥吉強(qiáng)調(diào)稱,那些不重視研發(fā)投入和提供穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量制造投入的企業(yè)會(huì)逐步被淘汰,目前的產(chǎn)業(yè)格局也會(huì)被重構(gòu)。陸新林亦表示,目前國(guó)內(nèi)熱管理技術(shù)主要以歐系、日系、韓系及自主企業(yè)為主,這與國(guó)內(nèi)車系分布相關(guān)。不過,其認(rèn)為,長(zhǎng)遠(yuǎn)來看這種格局的變化不大,因?yàn)槎鄶?shù)熱管理零部件廠具有一定的主機(jī)廠背景,零部件企業(yè)主要隨主機(jī)廠的變化而變化。
市場(chǎng)此消彼長(zhǎng)OR相輔相成
自今年7月份以來,新能源汽車市場(chǎng)從原有的高漲之勢(shì)快速跌落到下行通道,截至11月份已經(jīng)連續(xù)5個(gè)月下降,且全年基本將呈現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)。車市低迷對(duì)新能源汽車空調(diào)熱管理市場(chǎng)有何影響?未來新能源空調(diào)熱管理市場(chǎng)前景如何?其與傳統(tǒng)汽車空調(diào)熱管理是否是此消彼長(zhǎng)的關(guān)系?
陳祥吉直言:“置身銷量低迷的當(dāng)下,新能源汽車熱管理供應(yīng)商也會(huì)面臨市場(chǎng)下滑和價(jià)格下調(diào)導(dǎo)致的利潤(rùn)下降壓力?!倍业氖牵瑥哪壳笆袌?chǎng)規(guī)模來看,空調(diào)熱管理市場(chǎng)還沒有真正達(dá)到飽和?!岸唐趲啄陜?nèi),新能源汽車熱管理系統(tǒng)市場(chǎng)會(huì)隨著新能源汽車的數(shù)量和比例而增加,傳統(tǒng)汽車熱管理比例會(huì)減少但總體數(shù)量應(yīng)該不會(huì)減少。不過,長(zhǎng)期來看,未來空調(diào)熱管理市場(chǎng)肯定是此(傳統(tǒng)汽車)消彼(新能源汽車)長(zhǎng)的關(guān)系?!标愊榧硎?。陸新林則表示,傳統(tǒng)汽車空調(diào)熱管理與新能源汽車熱管理的發(fā)展并非此消彼長(zhǎng)而是相輔相成?!靶履茉雌嚐峁芾砑夹g(shù)的發(fā)展基于傳統(tǒng)汽車空調(diào)熱管理,也有部分技術(shù)產(chǎn)品有別于傳統(tǒng)汽車。例如,HVAC的設(shè)計(jì)開發(fā)基于傳統(tǒng)汽車系統(tǒng),但控制系統(tǒng)比傳統(tǒng)汽車的控制邏輯更復(fù)雜,標(biāo)定的工況更多。另外,新能源車上的許多新技術(shù)與產(chǎn)品也在傳統(tǒng)車上有所應(yīng)用。”
未來發(fā)展趨勢(shì)
由上可見,新能源汽車的發(fā)展給車輛空調(diào)系統(tǒng)帶來的變革是多方位的,除了高效制冷、通暖外,未來新能源汽車空調(diào)熱管理系統(tǒng)還將朝著哪些趨勢(shì)發(fā)展?“當(dāng)前的技術(shù)重點(diǎn)在滿足舒適性和提升效率,未來會(huì)更加強(qiáng)調(diào)安全?!?陳祥吉表示,新能源汽車熱管理系統(tǒng)會(huì)從傳統(tǒng)汽車時(shí)代的“舒適性”向“舒適+安全”技術(shù)要求發(fā)展,從以前單純的“硬件為主”轉(zhuǎn)向“軟硬兼并“的技術(shù)方向,因此需要企業(yè)大幅度提升軟件開發(fā)能力。白濱則表示,基本需求不會(huì)變,就是調(diào)節(jié)溫度和濕度,在把這兩件事做好后,就需要考慮提高新能源汽車的能效?!澳苄切履茉雌嚭蛡鹘y(tǒng)燃油車的**區(qū)別,而新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的能效涉及多個(gè)部件和系統(tǒng),甚至與整車ECU密切相關(guān),后期如何從空調(diào)系統(tǒng)方面提高新能源汽車的能效比,就要看各廠商的本事了?!标懶铝直硎荆嘶镜闹评?、通暖功能外,新能源汽車空調(diào)熱管理系統(tǒng)在安全性、舒適性、NVH、系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、智能控制、EMC等方面的要求在日益提高。當(dāng)然,零部件的輕量化、靜音化、高效化是永恒的課題。