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新能源汽车使用热泵的原因
新能源汽车由于没有发动机的余热可以利用,因此需要其他制热方式进行供暖。从制热模式看,目前主流的的方式分为热泵和PTC两种技术路线。
在引入热泵系统之前,电动汽车的空调系统制热功能主要由电加热器,又称电阻PTC加热器完成。而直接用电加热得到的热量会大大降低电池的电量和行驶里程。
当冬季行驶打开基于电加热的空调制热功能时,几乎一半的电量都用于制热,而仅剩一半的电量用于行驶。使用热泵系统制热则行驶里程大幅提升。
热泵是将热能从热源转移的装置,功能类似于反向空调。相较于传统的电阻加热器,热泵*大的优点就是高效,其效能系数是传统电阻加热器的2-3倍。在加热效率上,为了获得5kW的输出热量,由于电阻损失,电加热器需要消耗5.5kW的电能,而带热泵的系统只需要2.5kW的电能。
热泵空调一定程度上解决了PTC能耗高的问题,而热泵+PTC的方案又弥补了基础热泵低温效率低的缺陷
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市场现状与未来发展究竟如何
在2013年以前,几乎全部新能源汽车车型以PTC加热器为主。2013年以后,国外部分车型开始搭载热泵空调。2018年以来,自主车企及新势力品牌开始搭载热泵空调。2020年,我国新能源汽车热泵空调装配率为3%,到2021年达到11%。2022年,搭载热泵空调的电动车型(乘用车)销量166.4万辆,占总新能源汽车销量的24%总体来看,热泵空调装配率呈现快速增长态势,而在未来几年,这一趋势仍将保持。
据统计,2022年标配热泵空调的新车交付均价在34.75万元,2023年年1-5月在降价潮的影响下,标配热泵空调的新车交付价格也在33.01万元,而选装热泵空调的车型均价为25.81万元。
例如极氪001全系都采用了直接式热泵空调,高温高压冷媒直接供热技术,比普通热泵的热效率提高约10%,它的售价在2022年就基本维持在30万元以上。比亚迪海豚也是全系都搭载了热泵空调,同时采用了动力电池冷媒直冷直热技术,不仅可以将乘员舱与动力电池部件的热管理边界打通,有效提升电能的使用效率,冬季能为电动车带来大约20%的里程提升。
如此大概可以看出热泵空调的市场价格还是相对较高的。这更进一步激发了热泵空调设计、研发、生产环节的供应商为此投入。生产电动压缩机、换热器、多路换向阀、电子膨胀阀、电磁阀、制冷剂压力、温度传感器等主要部件的零部件企业更是取得了不错的效益。
在新能源汽车发展道路上,围绕电池本身的技术精进、续航里程的不断提升、冬季续航能力的提高都是必须的。同时,像热泵空调这种可以在电池装车后、用户驾驶过程中依然能帮助电池提高续航效果的产品,前景定然不会差。可以说在新能源汽车没有出现比当前电动、混动等技术更先进的产品之前,在新能源汽车渗透率不断提高的市场前提下,热泵空调(热管理集成模块)装车量的不断攀升也是一个趋势。
在电池技术没有突破性进展的前提下,热泵空调是降低续航里程损耗*佳的解决方案,2025年30%渗透率市场空间将近150亿元。