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新能源汽车热泵目前技术难点
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热泵汽车空调是维持冬季乘员舱的热环境*有潜力的解决方案,多种车型已经开始应用。
目前,新能源汽车热管理系统仍亟需解决热泵系统应用的技术难点主要集中在:热泵应用场景优化、电动零部件集成化、热泵低温工况提升、热泵系统成本降低、CO2热泵系统研发。
技术难点1:热泵系统应用场景优化
热泵系统需要针对不同应用场景进一步优化与简化。
热泵技术的应用也在和电池能量密度有强相关性,每kWh电池成本下降速度与热泵每kW成本下降速度在进行比赛,也决定了热泵技术的应用推广速度和深度。
目前提出的热泵系统回路控制元件仍显较多,系统控制仍较复杂,系统可靠性不高。
技术难点2:电动零部件集成化提高
电动零部件集成化和模块化需进一步提高。如电子膨胀阀和电池冷却器的集成化、四通换向阀及系统可靠性和耐久性等。
技术难点3:热泵工况提升
热泵工况下系统性能需进一步提升。尤其是在-30℃北方使用场景下,R134a/R1234yf系统性能急剧降低,制热量不够、功耗增加,同时车室外换热器在低温工况如(2℃/1℃环境温度)下严重结霜、系统性能恶化等问题。
技术难点4:热泵系统成本需进一步降低
新能源汽车热管理系统单车价值量约为 7000~8000 元,较传统燃油车提升约 1 倍。
其中,新能源新能源车的空调系统(传统冷媒)单车价值量约为 3950元,较传统燃油车的单车价值量 1610 元,大幅提升。新能源汽车热泵系统由于其复杂性和更多零部件,使得其成本相对于常规热管理系统不具备优势。
一方面需要进一步加大热泵系统推广力度,以摊薄设计和开发成本,另一方面通过技术改进(如系统优化、低成本替代材料等)和集成化设计与制造来降低成本。
技术难点5:CO2热泵系统的研发不够
在环保和热泵等发展趋势下,CO2热泵系统具有天然的制热性能优势,在业界受到越来越多的重视,但其中仍有很多技术问题亟需解决,如制冷和制热性能的平衡考虑、系统高压安全问题、系统关键零部件设计与匹配、制造系统升级转换和改造、售后维修服务系统改造升级等。