一、2018年电动汽车空调产业概况
2018年中国新能源汽车实现销售123.83万辆，比2017年增长59.4%，其中纯电动车96.88万辆，比2017年增长48.6%，插电混合动力26.95万辆，比2017年增长115.7%。按车型来分，乘用车105.30万辆，比2017年增长81.9%，商用车18.53万辆，比2017年减少6.4%。新能源汽车空调也跟随新能源汽车行业的增长而增长，也呈现相同的销售和增长比例。
新增部分主要在电池热管理领域，包括电子水泵、电子冷却器、电子膨胀阀、膨胀水壶、温度传感器、电子PTC水加热器、电池冷板等零部件及水回路集成及控制。单套电池热管理系统增值大约在2700元左右，新增工业产值大约在33.43亿元。
二、2018年电动汽车空调技术发展概况
针对新能源汽车动力转换、行驶里程焦虑、电池安全等一系列技术问题，电动汽车空调行业主要在电动化、高效化、智能化、环保化和舒适化等五个方向进行技术演进。
电动化主要是制冷制热循环驱动电动压缩机、电子水泵、电子加热器、电子膨胀阀的技术开发。
高效化重点还是从能量全效率角度出发进行余热回收和再利用、热泵空调制冷制热循环设计、热量储存和释放等方面技术的开发。
智能化是指针对温湿度精确控制、自动化控制程度、智能识别热负荷需求变化和智能响应以及物理操作器的人机界面（包括语音识别、手势识别等）等方面进行技术开发。
环保化主要是从再循环材料、低GWP制冷剂的使用和替代(如欧盟对汽车空调用制冷剂有GWP<150的法规要求)等。
舒适化主要是从解决乘员舱的空气VOC、空气PM2.5值降低、快速降温、快速制热、模式切换、降低气动噪音和机械振动等方面进行技术开发。
1、2018年电动汽车空调技术发展特点
在新能源汽车发展起步阶段，针对乘员舱制热困难主要采用PTC加热器替代传统空调箱中的水暖加热器，但这种加热方式对续航里程有很大影响，因此需要寻找加热效率更高的替代技术，以减少对续航里程的影响。
目前行业内空调供应商主要从两个方向来进行替代技术的研究和开发。一是热泵空调。尤其是在冬季工况下，通过制冷剂流动方向的改变，使得冷凝器在车室内放热，从而提高系统能效，降低电量消耗，增加汽车行驶里程。二是电机电控余热回收与再利用。针对电池冷却，早期采用自然空气冷却技术，其优势是成本低但电池温度不能精确受控，使得电池安全性受到挑战。针对上述问题进一步引入被动式冷却技术，包括空气强制冷却、冷却液强制冷却等，但入口空气或冷却液温度仍不受控，电池温度不受控范围依然较大。
2018年随着电池热失控管理要求的不断提高，电动汽车空调技术领域最大特点是主动冷却技术的进一步发展，包括空气强制冷却、冷却液强制冷却、制冷剂强制冷却等，冷却介质入口温度按照电池发热量的变化受到更严格控制，极大地降低了电池热失控的风险，同时也使得电池工作在最合适的温度范围内。商用车和乘用车对于电池冷却方式的技术路径选择，也使得电池热管理从独立式向集成式发展。集成式电池热管理系统是将电池冷却加热和乘员舱的冷却及加热集成在一个系统回路中，一方面可以大大降低系统成本，另一方面是电池及乘员舱温湿度控制和集成能力进一步提高。
2、2018年电动汽车空调实现的主要技术突破点
2018年电动汽车空调技术的最大突破来自于热泵空调的进一步普及和推广。热泵空调从两换热器回路架构到三换热器回路架构、带中间换热器的补气増焓回路架构都有空调供应商在进行开发，部分厂家已经通过台架测试并且装车，实现了部分量产。如上汽乘用车ei5、Marvel X，一汽轿车的X80，BYD的宋和唐，蔚兰汽车的ES8。主动冷却的冷却液电池热管理已经成为电池包冷却的主流技术选择，并且在大部分的新能源汽车上进行批量应用。
3、目前亟需解决的技术难点及解决方案
电动汽车空调或电动汽车热管理系统仍亟需解决的技术难点主要包括以下几个方面：
1）热泵系统进一步优化与简化。目前提出的热泵系统回路控制元件仍显较多，系统控制仍较复杂，系统可靠性和集成化不够；
2）电动零部件集成化和模块化需进一步提高。如电子膨胀阀和电池冷却器的集成化、四通换向阀及系统可靠性和耐久性等；
3）热泵工况下系统性能进一步提升。尤其是在-20℃以下环境温度下，R134a/R1234yf系统性能急剧降低，制热量不够、功耗增加，同时车室外换热器在低温工况如（2℃/1℃环境温度）下严重结霜、系统性能恶化等问题。
4）热泵系统成本需进一步降低。电动汽车空调热泵系统由于其复杂性和更多零部件，使得其成本相对于常规空调系统居高不下。一方面需要进一步推广热泵系统以摊薄设计和开发成本，另一方面通过技术改进(如前述系统优化、低成本替代材料等)和集成化设计与制造降低成本。
5）CO2系统的进一步研发。在环保和热泵等发展趋势下，CO2热泵系统受到越来越多的重视，但其中仍有很多技术问题亟需解决，如性能提升、系统设计与匹配、降成等。
上述问题的解决有赖于在基础材料、传热传质机理、系统控制等领域加大研发投入以及高校、科研院所和行业进一步的产学研合作。
4、2018年国内外技术差异
在热泵空调方面，国外主要汽车空调竞争厂商都在做开发。日本电装已经设计架构和生产应用了带闪发器和喷气増焓制冷回路的R134a热泵空调，适应环境温度-10℃的使用，与非补气增焓热泵系统相比，环境温度-10℃时制热能力提高26%，与PTC加热相比，环境温度5℃时节能60%。日本三电开发了使用CO2的热泵空调用压缩机，装配到奔驰车型上。
国内BYD开发和生产了使用R410A的热泵空调，能够满足-40℃极寒环境的整车制热需要，COP在-10℃时达到3.5。上海加冷松芝开发的三换热器乘用车R134a热泵空调可以满足环境温度-20℃的使用，COP在-10℃达到1.8。 也开发和量产了带中间换热器和喷气増焓制冷回路的超低温R410A大巴热泵空调，可以满足环境温度-30℃的使用，COP在-20℃达到1.48。国内外竞争厂商在热泵空调技术开发上基本上还是齐头并进、各有千秋，都覆盖制冷、制热、除湿以及多种混合模式的乘员舱和电池热管理要求，在乘用车领域国外技术商业化量产比国内略早，在大型客车领域中国厂商则是一枝独秀、相对领先。
三、未来几年电动汽车空调技术发展趋势
总体上电动汽车空调技术发展趋势仍是前述的“五化”，同时考虑到电池热管理的需求，技术可靠性将会进一步突出，包括空调失效、机械振动、化学、电气等方面的更高要求。未来几年，空调企业的技术研发重点仍集中在热泵空调、全能量效率优化的技术开发。
热泵空调重点在制冷制热回路架构开发和高效制冷剂的选择，包括从两换热器回路到三换热器回路、带中间换热器的补气増焓回路、双级压缩回路等系统设计。全能量效率优化以电池能量利用率作为全效率计算和优化的基准目标，技术开发主要在电机电控余热回收再利用的水回路架构、制冷剂回路的电子化精确控制回路、水回路和制冷剂回路的热交换器应用、方向盘和座椅的局部加热、分区冷热量分配和分区温度控制、热量储存和释放等。
四、 未来市场需求分析预测
随着新能源汽车细分市场的发展，电动车在新能源汽车中的比例会不断上升，新能源热管理系统的需求也会不断上升。预计到2020年，新能源汽车产销量将达到288万辆，占整个汽车市场10%左右，其中新能源乘用车占比会达到90%，A0级车、A级车和SUV车会占主导地位。按照288万辆新能源汽车的产销量和年降3%的幅度测算，新能源汽车热管理系统产业新增产值在73.87亿元的量级规模上。
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