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熱管理是指管理控制汽車運(yùn)行中所產(chǎn)生的熱負(fù)荷或在低溫工作條件下為汽車供熱。新能源汽車熱管理系統(tǒng)一般指駕駛艙空調(diào)與三電熱管理的耦合系統(tǒng)。

新能源汽車熱管理主要分為三部分：動力電池?zé)峁芾?、電機(jī)電控?zé)峁芾砗婉{駛艙熱管理。相比傳統(tǒng)車，新能源汽車的熱管理新增兩大部分：電機(jī)電控?zé)峁芾砼c動力電池?zé)峁芾?，對?yīng)新增電機(jī)油冷器、電控冷卻器、電池冷卻板等部件。

其中，駕駛艙熱管理中，制熱環(huán)節(jié)由發(fā)動機(jī)熱交換轉(zhuǎn)變?yōu)镻TC制熱（電阻絲制熱）或熱泵系統(tǒng)制熱。制冷環(huán)節(jié)中壓縮機(jī)由發(fā)動機(jī)帶動變?yōu)殡妱訅嚎s機(jī)。

傳統(tǒng)車分為動力總成與駕駛艙熱管理兩個系統(tǒng)，新能源車熱管理系統(tǒng)更復(fù)雜，集成度要求更高。由燃油帶動機(jī)械結(jié)構(gòu)為主轉(zhuǎn)向電子電氣控制為主。行業(yè)內(nèi)特斯拉等領(lǐng)先車企采用在軟件層面程序控制整車熱管理一體化，提升駕駛舒適度與車輛性能釋放，進(jìn)一步推高了技術(shù)壁壘。

在新能源車中，電動壓縮機(jī)主要負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)駕駛艙內(nèi)溫度與整車溫度。而流動在管道中的冷卻液為動力電池、車前的電機(jī)電控系統(tǒng)降溫并在車內(nèi)完成循環(huán)。通過流動液體傳遞熱量，在過冷/過熱時通過調(diào)節(jié)閥門流量以平衡溫度，實現(xiàn)整車的熱循環(huán)。

梳理細(xì)分零件后，我們發(fā)現(xiàn)，價值量較高的部件為電動壓縮機(jī)、電池冷卻板、電子水泵。合計價值量近5000元。

在各部分價值量占比中，駕駛艙熱管理占近6成，電池?zé)峁芾碚冀?成。電機(jī)熱管理占比最少，占整車價值的16%。

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駕駛艙空調(diào)系統(tǒng)主要有兩種技術(shù)路線：PTC制熱與熱泵空調(diào)制熱。二者各有優(yōu)缺點，PTC低溫工作條件下制熱效果好，但耗電。熱泵空調(diào)系統(tǒng)低溫下制熱能力差，節(jié)電效果好，可有效提高新能源汽車冬季續(xù)航。

在制熱原理上，PTC系統(tǒng)與熱泵系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別在于熱泵系統(tǒng)使用冷媒從車外吸熱，而PTC系統(tǒng)則使用水循環(huán)在車內(nèi)制熱。與PTC加熱器相比，熱泵空調(diào)系統(tǒng)涉及加熱時氣液分離，冷媒流量壓力控制等技術(shù)難點，技術(shù)壁壘與難度都顯著高于PTC加熱系統(tǒng)。

熱泵空調(diào)系統(tǒng)制冷制熱均以電動壓縮機(jī)為核心，采用一套系統(tǒng)。而PTC加熱模式下以PTC加熱器為核心，制冷模式下以電動壓縮機(jī)為核心，兩套不同系統(tǒng)模式進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，熱泵空調(diào)模式專一，集成度更高。

在加熱效率上，為了獲得5kW的輸出熱量，由于電阻損失，電加熱器需要消耗5.5kW的電能。而帶熱泵的系統(tǒng)只需要2.5kW的電能。壓縮機(jī)使用電能壓縮冷媒，在熱泵換熱器產(chǎn)生所需的輸出熱量。

在未來空間上，PTC電加熱的上限被加熱器功率與導(dǎo)熱損耗所限定。目前該技術(shù)制熱效率已經(jīng)到達(dá)了上限且難以提高。而熱泵系統(tǒng)搬運(yùn)熱的原理使其制熱效率取決于兩個因素：電動壓縮機(jī)功率與冷媒導(dǎo)熱功率。由氟利昂轉(zhuǎn)向二氧化碳等環(huán)保冷媒使得制熱效率存在進(jìn)一步提升的空間。

目前，R744熱泵（二氧化碳熱泵），R1234yf（四氟丙烯）等新型冷媒，替代R142b（氟利昂）。

在汽車零部件對比上，PTC加熱系統(tǒng)與熱泵系統(tǒng)相比零件大致相同。但熱泵運(yùn)行壓力較大，需要使用耐高壓零部件，例如使用耐高壓管路、耐高壓電子膨脹閥、耐高壓的空氣壓縮機(jī)等。導(dǎo)致成本與PTC相比較顯著上升。

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在市場格局方面，日本電裝、法雷奧、法國馬勒、韓國翰昂等提供集成系統(tǒng)方案，在標(biāo)準(zhǔn)制定以及系統(tǒng)方面獨(dú)樹一幟。而國內(nèi)廠商則在部分關(guān)鍵零部件（電動壓縮機(jī)、電子膨脹閥等）取得技術(shù)突破。下文我們分析兩個技術(shù)含量較高且國產(chǎn)替代已取得階段性成果的關(guān)鍵部件。

全車熱管理系統(tǒng)中，單車價值量最高的部件為電動壓縮機(jī)。主要分為斜盤式、旋葉式與渦旋式。在新能源汽車中，廣泛使用的是渦旋式壓縮機(jī)，具有噪音低、質(zhì)量小和效率高等優(yōu)點。

在從燃油驅(qū)動到電驅(qū)動的過程中，家電行業(yè)對于電動壓縮機(jī)的研究存在技術(shù)積淀，爭相入局，先后布局新能源汽車領(lǐng)域。

由上圖可知，國內(nèi)因渦旋式壓縮機(jī)技術(shù)不發(fā)達(dá)，日本韓國的市場份額占比超8成。國內(nèi)僅奧特佳等少數(shù)企業(yè)能生產(chǎn)出車用渦旋式壓縮機(jī)，國產(chǎn)替代空間大。

根據(jù)EV-Volumes數(shù)據(jù)，2021年新能源車全球銷量650萬輛，全球市場空間為104億元。

根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，中國2021年新能源汽車產(chǎn)量為354.5萬輛，按照單車價值量1600元計算，市場空間約為56.72億元。

在駕駛艙空調(diào)系統(tǒng)中，電子膨脹閥是最重要的部件之一。電子膨脹閥利用被調(diào)節(jié)參數(shù)產(chǎn)生的電信號，控制施加于膨脹閥上的電壓或電流，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)供液量以控制駕駛艙內(nèi)溫度的部件。

如上圖所示，根據(jù)QYResearch的數(shù)據(jù)顯示，三花智控電子膨脹閥市場份額為64.36%，排名世界第一。TGK份額第二，占比15.38%。盾安環(huán)境排名第三，市場份額為13.16%。其中，三花智控?fù)碛邢喈?dāng)大的份額，在這一領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。

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Octovalve是指具有八通閥的熱管理系統(tǒng)，包含一個四位電動步進(jìn)電機(jī)。其作用是將乙二醇液體冷卻劑分配給車輛的各個部件，無論是電機(jī)、電池、電子電氣設(shè)備還是其他需要溫度調(diào)節(jié)的系統(tǒng)。為改善熱泵空調(diào)冬季氣溫過低難以制熱的現(xiàn)狀，Octovalve系統(tǒng)加入了一個低功率PTC加以改善，提升乘員體驗。

在其他汽車中，一般使用四通閥以實現(xiàn)傳熱液體在不同系統(tǒng)之間流動。而特斯拉八通閥可以將整車導(dǎo)熱液體的流動分配集中在一個閥門，效率更高，但控制難度也相應(yīng)增加。

如下圖所示，八通閥作為整車熱量流動的中轉(zhuǎn)站，控制全車不同部分之間的熱量流動。除熱泵空調(diào)與PTC制熱外，特斯拉創(chuàng)新的將PCS功率電子、電機(jī)電控運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的熱量作為第二熱源，共同參與制熱，進(jìn)一步提升汽車?yán)m(xù)航與冬季制熱效率。

同時八通閥內(nèi)部可以進(jìn)行多達(dá)12種模式切換，滿足不同工況條件下的制冷與制熱需求。將整車熱管理集成在一個八通閥為中心的熱泵上。

在切換模式時，軟件根據(jù)全車不同位置傳感器輸入的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析后，將切換模式信號，輸入至熱泵板塊并通過八通閥控制模式切換與流量切換。實現(xiàn)不同情況下的熱管理，靈活多變，最大化提升司乘駕駛體驗。

熱泵空調(diào)自帶的集成化優(yōu)勢也使得行業(yè)內(nèi)其他有關(guān)廠商研發(fā)整車一體化集成管理。如全球領(lǐng)先的馬勒自主研發(fā)了模塊化集成熱泵系統(tǒng)，使小型車冬季續(xù)航會從額定60%提升到83%，而對于中型車會從額定79%提升到92%。

馬勒所提供的集成化模塊熱管理方案與特斯拉自主研發(fā)的Octovalve系統(tǒng)具有一定的競爭關(guān)系。我們預(yù)計未來整車廠自主研發(fā)熱管理系統(tǒng)與Tier1級別的零部件廠商模塊化方案的競爭仍將持續(xù)，有助于熱泵空調(diào)的迅速發(fā)展。