熱泵空調迫近百億規模
時間：2023-08-22 13:25:16
新能源汽車的蓬勃發展正加速多產業聯動進階，與之相關的上下游產業鏈也迎來了關鍵戰略窗口期。這其中，車用熱泵空調市場近年來呈現出快速發展的態勢。
有統計數據顯示，2022年全球電動汽車熱泵空調市場規模約為101.7億元，同比增長117.3％，預計到2025年市場規模將增長至420億元。從我國市場來看，2022年我國電動汽車熱泵空調系統市場規模約為64.7億元，同比增長154.7％，2023年有望突破100億元，預計到2025年，我國的市場規模將增至279.3億元。
優勢明顯 已成未來發展趨勢
(資料圖)
“車用熱泵空調是汽車熱管理的細分領域，也是空調系統的發展方向之一，它被認為是未來車用空調系統中最具發展潛力的技術。”在接受《中國汽車報》記者采訪時，新能源與智能網聯汽車獨立研究者曹廣平表示，隨著新能源汽車產業快速發展，汽車熱管理市場需求迅速增長，進而帶動新能源汽車空調系統市場的擴張。其中，熱泵空調系統由于其高效、節能、環保等優勢，逐漸成為新能源汽車空調系統未來的發展方向。
據介紹，伴隨技術更新迭代，新能源汽車無論續駛里程，還是技術水平，都有了較大進步。但低溫條件下續駛里程銳減仍是電動汽車普遍面臨的問題，如何有效降低空調制熱帶來的能耗問題，成為車企必須解決的問題。
珠海格力電器股份有限公司工程師蔣亞東表示，空調系統是電動汽車耗能最大的輔助子系統，冬季制熱消耗的電能約占整車能耗的1/3，如何在保證乘員舒適性的前提下，盡量降低空調系統對電能的消耗，是當前行業研究的主要目標。
在接受記者采訪時，電裝（中國）熱開發部本部長井上誠司也認為，中國在電動汽車方面引領世界潮流，但是冬季車輛的續駛里程下降，是影響電動汽車普及的最大問題之一。而熱泵空調能夠使新能源汽車在冬季增加里程之余，其獨有的“除濕供暖”功能，還能使新能源汽車在春秋季的過渡期也可以實現節能，消除用戶對續駛里程的擔憂。
在此背景下，熱泵空調得到了發展新機遇。蔣亞東介紹，與傳統燃油汽車的空調系統不同，電動汽車的空調系統為電驅動型，無法利用發動機冷卻系產生熱量來實現駕乘艙加熱。
目前大多數電動汽車都是采用空調制冷＋熱敏電阻PTC制熱的方式。據悉，PTC制熱由電能直接轉化為熱能，性能系數COP＜1，能耗大；熱泵空調系統通過逆卡諾循環能實現集制冷、制熱一體的功能，制熱效率更高，可實現COP＞2，可在很大程度上降低系統電能消耗，進而提升續駛里程。
“近幾年，隨著電動汽車市場崛起以及相關熱泵系統技術的成熟，熱泵空調市場不斷擴大，基本上在我國新能源汽車上的滲透率達到了25％。”曹廣平介紹，隨著國家政策的大力扶持及市場需求的增長，熱泵空調系統作為實現新能源汽車熱管理的重要手段之一，市場將迎來廣闊發展空間。
法雷奧熱系統事業部總裁Francisco Moreno預計，到2025年，電動汽車熱管理系統的價值比內燃機汽車高出2.5倍，達到210億歐元，到2030年將達到近400億歐元。
同樣在武漢科技大學汽車與交通工程學院教授雷洪鈞看來，作為新能源汽車產業鏈的重要一環，熱泵空調將是汽車空調系統的未來發展趨勢，車用熱泵空調市場未來可期。
外資品牌占主導 自主品牌正在趕超
其實，熱泵空調技術最早應用于國外品牌車型中，在乘用車上應用技術相對成熟。
曹廣平介紹，長期以來，國際一級汽車系統部件供應商在整車配套過程中掌握了關鍵核心零部件，且具有較強的整體熱管理系統開發能力，因而在系統集成方面具有較強的技術優勢。目前熱管理行業的全球市場份額多為外資品牌所占領，其中電裝、法雷奧、翰昂、馬勒、博世等紛紛推出熱泵空調系統解決方案，占據全球大概50％以上市場份額。
根據蓋世汽車研究院數據顯示，電裝在全球汽車空調系統市場中占據37.4％的市場份額。作為歐洲熱管理龍頭，法雷奧的熱管理產品囊括空調系統、動力總成熱管理和電池冷卻系統等。近年來，該公司也逐步加大在電氣化領域的布局。據法雷奧官網信息，自2022年初以來，法雷奧汽車電氣化專用熱管理系統訂單額已超過40億歐元，較2021年同期飆升100％。近5年內，法雷奧熱管理系統在電氣化領域訂單額總計114億歐元，占集團目前熱管理系統訂單額的70％。
此外，博世、大陸、偉巴斯特、諾馬等國際零部件廠商也紛紛躋身新能源熱管理領域，相繼推出高度集成的熱管理解決方案。
反觀國內熱泵空調企業的發展，則主要在電動客車領域發力，如上海加冷松芝研發低溫變頻熱泵系統，在國內知名客車廠整車上得到廣泛應用。隨著國內新能源汽車產業的快速發展，國產電動汽車也逐漸開始使用熱泵空調。
“如今，熱泵空調在新能源汽車領域實現了快速推廣，熱泵空調技術已經得到了市場驗證，國產電動汽車熱泵空調也開始裝車，包括比亞迪、上汽、長安、蔚來、埃安、小鵬等品牌。”曹廣平說。
根據相關數據顯示，2023年1～5月中國市場（不含進出口）新能源乘用車前裝標配熱泵空調交付已經接近70萬輛，相當于去年全年的交付量，同比增速更是超過400％。
不過與海外巨頭的高度集成系統產品布局不同的是，國內廠商主要在熱管理零部件中擁有一些較為成熟的單品，如三花智控的閥類產品、奧特佳的空調壓縮機、銀輪股份的熱交換器、克來機電的二氧化碳高壓管路等。
總體來看，車用熱泵空調市場目前還是以外資品牌為主導，尤其是在熱泵空調系統集成方面，而自主品牌則在零部件方面有優勢，但價值量最高的關鍵部件還是被外資品牌主導。
“雖然我國電動汽車熱泵空調相較于國外起步較慢，還有些差距，但近年來國內品牌也在不斷追趕并取得了一些成果，部分企業正在逐步成長為解決方案提供商。”曹廣平說。
滲透率快速提升 但仍面臨技術難題和挑戰
隨著汽車電動化進程的不斷推進，車用熱泵空調的滲透率也在不斷提升。目前，從終端市場來看，標配熱泵空調系統已經成為車主選擇新能源車的主要對比參考因素之一。有相關機構預計，2023年熱泵空調前裝滲透率（占全部新能源汽車）將突破20％，2025年有望挑戰50％。
雖然熱泵空調的發展趨勢與未來空間都不可限量，但是在實際應用推廣過程中仍面臨一些難題和挑戰。
蔣亞東表示，首先當環境溫度降低時，熱泵空調制熱COP值會顯著下降，環境溫度過低時甚至無法提供乘員艙所需的制熱量。其次熱泵空調系統在低溫高濕的環境中制熱運行時，車外換熱器的外表面會結上較厚的霜層，阻礙工質與外界的有效熱交換，換熱效率顯著下降，能耗增大。此外，由于新能源車的空調系統不僅要實現制冷、制熱功能，而且要兼顧系統能耗，這使得其空調系統的復雜程度對比傳統燃油車更高。因此新能源車空調系統單車成本較傳統燃油車而言大幅提升，成本問題成為制約熱泵空調推廣的難題之一。
“目前，熱泵空調的高成本以及開發難度，阻礙著它在電動汽車上的發展，而且與國外技術相比，我們在膨脹閥門、多路開關閥門以及各元器件的制造、創新和質控等方面還有一些差距。”曹廣平表示，不過隨著國內支持政策的相繼出臺和本土優勢的不斷提升，預計零部件方面的國產替代率將會有所提高，而在零部件供應商豐富產品矩陣積累集成經驗后，熱泵空調系統集成方面的國產替代率也有望提升，在新一輪的技術更迭中，既有的汽車熱管理空調競爭格局有望被重塑和改寫。
日前，財政部又發布了延續和優化新能源汽車車輛購置稅減免政策的具體內容，明確新能源汽車車輛購置稅減免政策延長至2027年底，這一政策的明確又進一步刺激了新能源汽車的消費，對全產業鏈來說都是重大利好，而作為汽車產業鏈上游的車用熱泵空調，在這股東風中也將乘勢而起。
