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佐思汽研发布《2023年新能源汽车热管理系统研究报告》。新能源汽车热管理是从系统和整车的角度出发，统筹调控整车热量与环境热量，保持各部件工作在最佳的温度范围，保证汽车整体的高效协作，从而提高经济性、动力性和节能环保性。
新能源汽车热管理包括电机电控热管理、电池系统热管理以及座舱空调热管理等。
新能源乘用车热泵空调装载率超20% 热泵空调向中低端车型渗透
热泵空调是纯电动汽车制热最有效的解决方案。纯电动汽车的续航焦虑一直是消费者的痛点，在电池技术没有突破性进展的情况下，热泵空调效能系数比PTC加热高出2-3倍，可以有效延长20%以上的续航里程。
目前，热泵空调装载主要集中在新能源乘用车（尤其是纯电动乘用车）中的中高端车型上，主要是因为：新能源乘用车发展速度较快，市场规模效应明显；热泵空调系统较PTC系统单车成本高2000-3000元，中高端车型利润空间较大，可以有效弥补差额。
2023年1-9月，中国新能源乘用车累计销售591.2万辆，标配热泵空调的车型销量约149.5万辆，新能源乘用车领域内热泵空调搭载率达到25.3%。
2023年，标配热泵空调新车平均起售价已从20-25万元下调至15-20万元，中低端走量的国产电动车型纷纷布局热泵空调系统，热泵渗透率有望持续提升。预计，到2027年中国新能源汽车热泵空调渗透率将接近60%。
中国新能源汽车热泵空调系统渗透率
来源：佐思汽研《2023年新能源汽车热管理系统研究报告》
佐思汽研通过对18家主要整车厂热管理系统的分析与对比，发现整车厂大多发展“多通阀+热泵+余热回收”的热管理系统技术方案。
例如，特斯拉第四代热管理系统：八通阀+热泵系统+液冷+余热回收，实现整车热管理集成化；比亚迪E3.0平台热管理系统：Nonavalve（九通阀）+热泵系统+冷媒直冷+余热回收；小鹏X-HP2.0智能热管理系统：十通阀+热泵+整车集成热管理；哪吒汽车浩智平台整车层面一体化热管理技术：热泵空调+3组电子水泵+2组“4通”阀体；小米汽车10通阀全车热管理系统：十通阀+热泵空调+800V；... ...
新能源汽车OEM厂商热管理最新发展趋势
来源：佐思汽研《2023年新能源汽车热管理系统研究报告》
新能源汽车热管理系统市场的稳步增长，直接带动了热管理零部件领域的发展。近年来，新能源汽车热管理市场参与者数量明显增加，带动产品产能增长、市场竞争加剧。在这样的行业竞争下，多家OEM厂商陆续发布自己的最新技术和产品。
国内新能源汽车热泵R744制冷剂发展将有所突破
热泵空调取代PTC，已成为新能源汽车标配。但从热泵空调制冷剂来看，国产新能源汽车还是以R134a制冷剂为主。
目前全球市场范围内，制冷剂的选择上，R744（二氧化碳）是最好的方案。R744制冷剂优势在于环保、安全以及制热性能好，发展劣势在于需要高压力，对压缩机、管路和阀类等的抗高压、高温能力要求严格，同时需要压力传感器监测系统压力，需要投入更多的研发制造成本。
未来采用R744制冷剂CO₂热泵系统将成为主流。国内厂商已经开始布局CO₂热泵市场：
车企CO₂热泵合作圈：车企积极联合产业链上下游伙伴，共同把CO₂热泵热管理系统产业做大做强，推动车用CO₂热泵技术发展。2023年4月，东风公司技术中心牵手17家合作伙伴签订《CO₂热泵产业链合作协议》。东风公司技术中心将启动“CO₂直接式热泵+集成化设计”技术路线。
东风携手17家伙伴深化CO₂热泵产业链合作
国内零部件厂商布局CO₂热泵配套：在新能源汽车零部件领域，2022年三花智控生产的CO₂电子膨胀阀、CO₂截止阀/单向阀/调节阀等产品已经量产搭车；2023年克来机电CO₂高压管路系统已经量产搭车；威灵汽车已经研发出适配CO₂的转子式电动压缩机。
国内零部件厂商CO₂热泵零部件布局情况
来源：佐思汽研《2023年新能源汽车热管理系统研究报告》
PTC加热器辅热已成为车企热泵空调应对超低温的主要方案
新能源汽车因为没有发动机，所以在-10℃以下的环境中，加热器必不可少。PTC加热器优点是成本低、结构简单、出热快、受外界环境影响小，缺点是能耗相对较大，目前主流车型采用的多是热泵+PTC的解决方案。随着电池技术的不断突破，未来在新能源汽车领域PTC制热还有非常大的市场空间。
目前新能源汽车中低端车型采用PTC加热为主， 且热泵空调车型采用PTC作为辅热手段依旧拥有相对稳定的份额。平均一辆新能源乘用车使用两台 PTC 加热器（一台风冷+一台水冷），单车价值在800-1500元之间，我们预计2025年中国新能源汽车PTC加热器市场规模约110亿元。
以特斯拉为例，特斯拉为Model Y的热泵系统加入了额外的PTC加热器，这个PTC加热器采用了和传统燃油车相同的12V电压，同时Model Y也单独配置了一个12V的蓄电池。这里的PTC辅助加热系统采用单独的12V电池供电，功率远远小于传统空调的PTC加热功率。既能节电，又能有效缓解热泵空调的低温制热效应。
特斯拉Model Y热泵空调PTC辅热示意图
除了特斯拉，比亚迪、蔚来、高合汽车等均在热泵系统的基础上添加PTC辅助加热器。
除了热泵空调加PTC辅热方案外，应对冬季低温对电池的影响，行业内还通过高电压大功率的水暖电加热器产品来解决。传统的新能源汽车水加热器使用的是PTC陶瓷片发热技术，这种技术因为自身材料特性以及复杂的生产过程，其工作电压上限，通常为750V，无法满足额定新能源汽车800V快充的需求，在应用到800V高压条件下时，会存在较明显的绝缘问题，给整车带来安全性问题。目前国内只有少量厂商可以供应800V PTC型水加热器，量产交付极少。
800V加热器供应商最新产品进展
来源：佐思汽研《2023年新能源汽车热管理系统研究报告》
热管理控制器同整车电子电气架构整合发展
热管理控制器通过实时监测设备的温度，智能调节散热设备的转速和功率，保证设备处于最适温度范围，运转稳定，寿命更长。此外，热管理控制器拥有精度高、响应迅速的特点，对于处理器、显卡等高性能电子设备异常温度情况下，能够快速地做出响应，从而避免对设备和数据造成损坏。随着整车电子电气架构的集中化，热管理控制器将与域控融合到中央集成系统中。
Audi e-tron热管理系统的热管理控制器采用CAN总线，PTC、EXV、ACCM、PT、四通阀和截止阀均采用了LIN线控制方式。
Audi e-tron热管理系统热管理控制器
来源：奥迪
特斯拉将热管理控制器集成在了车身控制器中，用于控制阀体和电子水泵。
除了空调系统、制冷剂、PTC加热器、电子水泵、热管理控制器以外，热管路系统技术还包括技术集成、电池热管理、电动压缩机、电子膨胀阀、管路灯等零部件。在电动化、集成化发展的浪潮推动下，这些热管理零部件均面临着技术更替和变革。
