新能源汽車的蓬勃發(fā)展對熱管理系統(tǒng)提出了前所未有的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。相較于傳統(tǒng)燃油車，新能源熱管理系統(tǒng)關(guān)聯(lián)部件眾多，需求復(fù)雜多樣，涵蓋了乘客艙舒適性、動力電池溫控、電驅(qū)系統(tǒng)冷卻、電子元件散熱以及整車熱害防護(hù)等多個維度，其復(fù)雜性和集成度顯著提高，成為決定車輛性能、續(xù)航和安全的關(guān)鍵系統(tǒng)之一。
上汽集團(tuán)熱管理系統(tǒng)高級經(jīng)理牛鳳仙詳細(xì)介紹了上汽集團(tuán)熱管理系統(tǒng)的集成與應(yīng)用情況。上汽大乘用車通過技術(shù)迭代，從第一代電空調(diào)系統(tǒng)發(fā)展到第三代一體式熱管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了熱管理系統(tǒng)的高度集成和高效能量轉(zhuǎn)換。特別是第三代系統(tǒng)，采用直接式熱泵系統(tǒng)，較雙間接式熱泵效率提升顯著，同時實(shí)現(xiàn)了電控深度集成和高結(jié)構(gòu)成本效率。
牛鳳仙｜上汽集團(tuán)熱管理系統(tǒng)高級經(jīng)理
以下為演講內(nèi)容整理：
熱管理系統(tǒng)的復(fù)雜特性與提升方向
新能源熱管理系統(tǒng)呈現(xiàn)出鮮明的復(fù)雜性特征。首先，相關(guān)系統(tǒng)繁多且需求多樣化。這包括乘客艙的制冷、制熱、通風(fēng)、除霜除霧、空氣質(zhì)量、氣味管理以及方向盤加熱、座椅加熱、風(fēng)窗玻璃加熱乃至集成式冰箱等舒適性需求；整車熱害管理涉及前艙熱害、排氣通道熱害、熱源管理、傳遞路徑管理和材料耐熱性；發(fā)動機(jī)及附件冷卻（混動車型）；電驅(qū)系統(tǒng)熱管理及其余熱利用；電池?zé)峁芾淼睦鋮s、加熱、均溫及儲熱利用；以及日益重要的各類電氣元件的散熱需求。如此眾多的熱源和需求，導(dǎo)致行業(yè)尚未形成統(tǒng)一的熱管理系統(tǒng)解決方案。
圖源：演講嘉賓素材
其次，技術(shù)方案迭代速度快且呈現(xiàn)多樣化。需求本身和熱源的多樣化催生了不同的技術(shù)路線（如直接式熱泵、間接式熱泵、二次回路等），行業(yè)競爭激烈，推動方案螺旋式上升，迭代周期縮短。同時，熱管理產(chǎn)業(yè)鏈日益成熟豐富，零部件配套成本變化迅速，這也促使主機(jī)廠基于成本優(yōu)化頻繁調(diào)整方案。
第三，全球氣候差異對系統(tǒng)提出差異化要求。車輛銷往不同地區(qū)面臨極端環(huán)境挑戰(zhàn)：中東、印度等極熱地區(qū)需強(qiáng)化制冷性能；北歐、西伯利亞等極寒地區(qū)對制熱效率和低溫啟動要求嚴(yán)苛；泰國等高溫高濕地區(qū)與北歐等低溫高濕地區(qū)則對系統(tǒng)除濕能力有不同側(cè)重。這要求熱管理系統(tǒng)具備良好的環(huán)境適應(yīng)性和針對性設(shè)計能力。
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面對這些挑戰(zhàn)，上汽專家指出，熱管理系統(tǒng)的提升應(yīng)圍繞多個維度的“效率”展開：能量轉(zhuǎn)換效率：提升COP值，優(yōu)化熱量的搬運(yùn)和利用效率，降低系統(tǒng)能耗。空間轉(zhuǎn)換效率：追求小型化、集成化，減少空間占用。結(jié)構(gòu)成本效率：在滿足需求的前提下，通過模塊化設(shè)計、去冗余、共用部件等手段實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)成本最優(yōu)。生產(chǎn)制造效率：高度集成化設(shè)計有助于簡化裝配，提高生產(chǎn)節(jié)拍和質(zhì)量穩(wěn)定性。
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上汽集團(tuán)熱管理系統(tǒng)的集成創(chuàng)新與實(shí)踐
上汽集團(tuán)在新能源熱管理領(lǐng)域布局較早，積累深厚。在最新一代技術(shù)中，上汽集團(tuán)重點(diǎn)聚焦成本、效率、尺寸、集成度和平臺化應(yīng)用，目標(biāo)是高效打通乘客艙、電池、電驅(qū)系統(tǒng)與環(huán)境之間的熱量傳遞路徑上汽集團(tuán)最新推出的第三代一體式熱管理系統(tǒng)代表了其集成創(chuàng)新的最新成果。該系統(tǒng)通過深度集成，將傳統(tǒng)分散的部件整合為四大核心模塊：空調(diào)箱：集成了行業(yè)首創(chuàng)的空調(diào)智能執(zhí)行器（I Blower）。熱管理集成模塊：采用新材料新工藝。電動壓縮機(jī)。前端模塊： 包含風(fēng)扇、冷凝器、散熱器；前艙智能執(zhí)行器負(fù)責(zé)控制集成，支持FOTA。
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該系統(tǒng)在多個效率維度實(shí)現(xiàn)顯著提升：高能量轉(zhuǎn)換效率、高結(jié)構(gòu)成本效率、電控深度集成、控制器數(shù)量大幅精簡。首創(chuàng)I Blower控制器：創(chuàng)新性地將無刷鼓風(fēng)機(jī)(BLDC)、鼓風(fēng)機(jī)控制器、空調(diào)控制器三者高度集成。這不僅消除了預(yù)控集成鼓風(fēng)機(jī)帶來的散熱難題，還顯著優(yōu)化了線束布置。在榮威D6（售價7.98萬起）上實(shí)現(xiàn)了10萬元以下車型標(biāo)配無刷鼓風(fēng)機(jī)，開創(chuàng)行業(yè)先河。
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高空間轉(zhuǎn)換效率：分散子零件一體式集成，總裝零件減少12個，管路接口下降40%。熱管理集成模塊創(chuàng)新：采用冷媒側(cè)5閥（EXV3 + SOV2）與水側(cè)6通閥的均衡設(shè)計，整體尺寸緊湊。材料與工藝突破：國內(nèi)首次應(yīng)用高壓真空壓鑄工藝于集成模塊，并創(chuàng)新研發(fā)具有上汽專利的鋁稀土材料，成功打破特斯拉的鋁鎳合金專利壟斷。上汽第三代集成模塊（含水壺）尺寸為373 * 260 * 255mm，重量7.8kg。與特斯拉Model Y集成模塊（尺寸360 * 340 * 365mm，重量11.12kg）相比，體積減小約30%，重量減輕約30%。該系統(tǒng)的實(shí)際性能表現(xiàn)優(yōu)異，低溫續(xù)航達(dá)成率高。載該系統(tǒng)的榮威D6，在天津中汽研進(jìn)行的-7℃低溫測試中，續(xù)航達(dá)成率達(dá)到65.4%。值得注意的是，其熱管理能耗平均為500W，較特斯拉Model 3的平均606W低16%。
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冬季實(shí)際路測領(lǐng)先，2025年2月北京冬季媒體路試（環(huán)境溫度-2.5~8.9℃，平均車速43.7 kph）顯示，榮威D6的低溫續(xù)航達(dá)成率為86.5%，顯著高于采用同類直接式熱泵系統(tǒng)的競品（達(dá)成率75.3%），領(lǐng)先優(yōu)勢達(dá)11%。
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下一代環(huán)保制冷劑替代的挑戰(zhàn)與路徑
隨著全球環(huán)保法規(guī)（如歐盟PFAS限制、GWP值要求）日益嚴(yán)格，尋找HFC-134a和HFO-1234yf的替代方案成為行業(yè)焦點(diǎn)。上汽專家從整車視角，圍繞效率維度，分析了主流備選制冷劑的替代路徑與挑戰(zhàn)。
在能量轉(zhuǎn)換效率、空間轉(zhuǎn)換效率、生產(chǎn)制造效率、開發(fā)效率（尤其平臺化適應(yīng)性）方面表現(xiàn)成熟穩(wěn)定。通過與混合制冷劑疊加使用，其能量轉(zhuǎn)換效率可提升10%~30%。當(dāng)前成本已較早期大幅下降。挑戰(zhàn)主要在于法規(guī)不確定性。歐盟PFAS法規(guī)雖已確認(rèn)1234yf的GWP值（0.501）和當(dāng)前使用許可（GWP<150），但其“含氟氣體”的標(biāo)簽要求（需標(biāo)明重量和CO2當(dāng)量）已導(dǎo)致出口車型公告變更繁瑣（如2024年經(jīng)歷的兩次標(biāo)簽變更）。法規(guī)“靴子”是否完全落地及未來是否會有額外限制仍存疑。
R290的預(yù)研目前主要集中在EV車型上，而對于HEV/PHEV/EREV等車型，其布置方式和適配性研究尚在進(jìn)行中。若應(yīng)用R290，將引發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)變革：集成模塊需轉(zhuǎn)向以壓縮機(jī)為核心；前艙布局（尤其前驅(qū)車型）沖突較大，后驅(qū)布局或更可行；空調(diào)箱可能需外置化；高性能板式換熱器需求迫切；多通路水閥（如10通、14通）的應(yīng)用可行性待研究；高溫環(huán)境下COP優(yōu)化（受限于前端散熱）及極低溫下冷卻液性能也需關(guān)注。
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未來展望與挑戰(zhàn)
PFAS等環(huán)保法規(guī)的不確定性對混合制冷劑的應(yīng)用推廣產(chǎn)生了抑制效應(yīng)，主機(jī)廠態(tài)度趨于謹(jǐn)慎。同時，GWP閾值的變化也影響了技術(shù)路線的優(yōu)先級。成本因素在國內(nèi)市場驅(qū)動作用明顯，這導(dǎo)致CO2系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用時間表相比前幾年的預(yù)期有所延后。主機(jī)廠和供應(yīng)商的資源投入更趨務(wù)實(shí)。R290成為重點(diǎn)突破口， 鑒于其環(huán)保和效率潛力，行業(yè)正加大和加快對R290技術(shù)的研發(fā)投入，特別是在安全性標(biāo)準(zhǔn)明確之后，有望成為下一代主流選擇。主機(jī)廠與熱管理系統(tǒng)供應(yīng)商的合作至關(guān)重要。
考慮到不同動力形式的適配難度（尤其是燃油車和混動車），未來中短期內(nèi)，市場上存在多種制冷劑方案并存的現(xiàn)象是大概率事件。針對不同車型平臺和區(qū)域市場，選擇最優(yōu)的制冷劑解決方案將是主機(jī)廠面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。