空调系统在热管理系统中起着重要作用分析

国内汽车市场的崛起以及竞争的加剧，推动了汽车空调行业不断发展。中国汽车产销分别完成2780.9万辆和2808.1万辆，对汽车空调需求只增不减，同期汽车空调市场规模预计超过250亿元。

在市场需求快速增长的背后，汽车空调技术也随之进入新的发展阶段，汽车制造商不断地根据用户的要求更新设计，期望通过发展新技术来提升汽车性能，如热交换器的材料从全铜发展到全铝，结构从管片式向管带式发展，蒸发器主要向层叠式(板翅式)发展，冷凝器主要向多元平行流动式发展;随着变频空调技术的发展,越来越多的空调器采用电子膨胀阀作为一种新型的节流元件。

据显示：从专利申请人来看，排在前三位的分别为上海加冷松芝汽车空调股份有限公司、上海三电贝洱汽车空调有限公司、奇瑞汽车股份有限公司，相关专利申请数量分别为380件、279件和258件，占比分别为2.20%、1.62%、1.49%。

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从技术分布来看，分类号小类中“B60H 车辆客室或货室专用加热、冷却、通风或其他空气处理设备的布置或装置”申请数量最多，达到4212件，占比22.40%；“F25B 制冷机，制冷设备或系统;加热和制冷的联合系统；热泵系统”专利申请数量也超过1700件，占比9.45%；“F24F 空气调节；空气增湿；通风；空气流作为屏蔽的应用”专利申请量排在第三，占比8.56%。

首先，在国际环保主义潮流的影响下，汽车空调的环保问题也引起了汽车相关群体的关注，汽车空调技术也正在朝环保化方问发展。汽车空调系统具有制冷、取暖、除霜、除雾、空气过滤和湿度控制等功能，虽然目前轿车的燃油余热足够提供轿车内的采暖和除霜的需要，但随着新能源技术的不断发展，电动车和混合动力车已成为汽车发展的重要方向，利用燃油余热工作的空调系统将逐渐退出市场。因此，适合新能源车的高效率空调对占领市场至关重要。

其次，换热器(蒸发器、冷凝器、加热器)是汽车空调系统的关键零部件之一，技术要求非常高。尤其是随着整车空间要求和空调舒适性要求的提高，对换热器的换热效率及表面温度分布的均匀性要求也越来越高。因此，设计换热器时需要进行大量的理论分析、数量计算和试验验证，以达到换热器冷媒侧和空气侧的性能符合要求。为了追求更高的换热效率，换热器的原料设计越来越薄，产品结构也更加复杂。对模具制造、加工成形、清洗和焊接及生产工艺的要求日益提高，生产企业需具备相当高的设计和制造能力。

最后，新能源车发展引发空调技术新变革。能源车尤其是电动车的发展，对于空调的设计提出较大挑战，因采暖方式不同，空调的设计、结构、理念亦发生较大变化，迫使企业不得不采取新的解决方案。针对电动车开空调情况下所导致的热量损失，家用空调中的热泵技术被引用到了汽车空调上。热泵技术将是汽车空调的一个大的趋势，但是目前有很多技术难题还在攻克中，需要一定时间。

新能源汽车的发展，近年来在全球范围内愈发地被重视。新能源汽车的发展，有望解决传统燃油车带来的环境污染问题。新能源车和传统燃油车最大的不同在于动力系统，进而导致热管理及空调系统发生巨大变化。传统国外热管理龙头电装、法雷奥、翰昂、马勒四家龙头企业占据全球市场一半以上的份额，具备较强的技术优势。而在当前这轮汽车电动化浪潮中，既有的汽车热管理空调竞争格局已有松动迹象，国内企业存在弯道超车的可能性。

狭义汽车热管理是指：对所有车载热源系统进行综合管理和优化；广义汽车热管理系统还包括空调系统。热管理在汽车节能、环保、安全、舒适性等方面具有重要作用。

对于传统汽车，其热管理系统包括发动机冷却系统、润滑系统、进排气系统、发动机机舱空气流动系统以及驾驶室的空调暖风系统等。具体涉及冷却介质、热交换器、风扇、泵、底盘空气流通、传感器等。

对于新能源车汽车，其热管理系统包括空调系统，除此还包括电池热管理、电机电控热管理及其他设备的冷却。新能源车和传统燃油车最大的不同在于动力系统，前者是电能转化为机械能，后者是化学能转化为内能再转化为机械能。

新能源汽车的热管理系统与燃油车区别主要体现在以下两点：

1、传统燃油车热管理系统是围绕发动机构建的（发动机带动空调压缩机、水泵运转，座舱制暖来源于发动机废热）。没有发动机或发动机只部分时间工作要求空调压缩机和水泵电动化，并且需要采用其他方式（PTC 或热泵）为座舱制暖；

2、新能源汽车的动力电池需要精细的散热和加热管理。相比于燃油车，新能源汽车新增动力电池热管理回路（增加 chiller、电池冷却水板、阀件、PTC 等）。

新能源车空调系统由电能驱动。对于新能源汽车（特别是纯电动汽车）， 既没有发动机作为空调压缩机的动力源，也没有发动机余热可以利用达到取暖、除霜的效果。通常来讲，新能源车空调系统的冷源、热源和其他能源都来自电池。

汽车空调直接影响驾驶舒适性，对于新能源汽车来讲，还影响其续航里程。根据 ANL 对Nissan Leaf 的测试，在高速公路循环路况下，当外界温度为 20F（-6.7℃）时，调节车内温度至 72F（22.2℃），车辆续航里程与不开空调时相比下降 30%；当外界温度为 95F（35℃）时，调节车内温度至72F（22.2℃），车辆续航里程与不开空调时相比下降 4%。

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