电动车高效热泵渗透加速 电驱系统余热颠覆传统方式

 　　为兼顾供暖效果和续航里程，新能源汽车亟需新一代空调技术。目前，在主流车企中大部分采用电加热设备制热，其中常用的是电动车温控器(PTC)加热器。虽然PTC具备寿命长、安全节能等优点，但对续航里程的损耗也是其弊端。与之相对应，热泵系统是纯电动汽车制热有效解决方案，在电耗方面有竞争力，有望成为新型车载加热汽车元件，市场渗透率增长可期。但相对于擅用电驱系统废热的硬核造车企业，技术迭代将对制热零部件市场重新洗牌。　　主流车型使用PTC加热 但续航里程打折扣　　目前，国内电动汽车的空调系统方案现状为：系统设计较为简单，一方面受技术的影响，越复杂的系统，优化控制难度更大，为兼顾供暖效果和续航里程，新能源汽车亟需新一代空调技术。　　对于新能源汽车，采用电加热设备制热，其中常用的是电动车温控器(PTC)加热器。PTC加热用具有耐电压高、剩余电流小、功耗低、完整阻燃、响应时间疾速、运用寿命长等特性，它是以PTC元件为发热源，以铝合金制成的波纹片为散热器，经智烁工厂独有的喷砂清洗工艺及高温、粘、焊、模压组成的发热器。　　PTC加热器最显着的特点是：长寿命，远大于其它加热器的使用寿命。正常环境下使用，寿命可达?10?年以上;安全，加热元件发热时不发红、无明火，真正水电分离;节能，材料自身的特性，根据环境温度的改变调节热功率输出，将电能消耗优化控制在最小，同时高发热效率的材料极大提升了电能的利用效率;加热流体(如水、空气)时，流体烧干后，?PTC?加热片不会损坏;工作可靠，利用?PTC?加热片内部特性控温，永远不会超温;不受电压波动影响，当工作电压变化2倍时，加热元件温度的变化非常小。　　不过，纯电动车通过PTC热敏电阻制热，即通过电阻的热效应生产热量。可以简单类比成家用取暖器“小太阳”，结构简单且制热效果好，但也非常耗电，进而影响到续航里程。PTC制热方式在在售的纯电动车型中使用比例较大，基本上主流车型使用的都是PTC加热。　　热泵系统渗透率有望提高 但极端低温及造价成本是掣肘　　热泵空调是纯电动汽车制热有效解决方案。在动力电池没有突破性进展的情况下要保证低能耗制热，热泵空调是为数不多的可行技术，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。　　根据国金证券新兴产业研究部的测算，热泵空调单车价值3300元左右，比传统空调高出1000元。2017年电动车空调国内市场规模为18.3亿元，预计到2020年翻三倍达到54亿元;全球市场规模2017年为40.6亿元，预计2020年达到117亿元。　　以2020年热泵系统10%的替代率计算则有超过16亿空间，2025年30%渗透率市场空间将近150亿元。另外在家用方面地源、水源、空气源热泵的市场空间更大，但电动车用热泵对于汽零企业是一个全新的增量市场，可为提前布局的企业提供更多增长的确定性。　　国际上，涉及热泵空调系统及零部件的主要企业有：电装、法雷奥、翰昂、马勒等传统汽车热管理系统企业，目前已纷纷踏足电动汽车热管理领域，各自推出自家热泵空调解决方案，多款搭载车型已经问世。　　和PTC制热相比，产生同样的热量时热泵制热消耗的电量要小很多。有关数据显示，热泵的效能系数比PTC加热高出2-3倍，可以有效延长20%以上的续航里程。在售车型中，比如蔚来ES6、荣威MARVAL X等少量车型使用的是热泵。　　有电动车车主反映，综合原地和路测的结果，在同样的条件下，制热效果方面，热泵空调要略好过PTC空调，而在电耗方面，热泵空调要比PTC空调更省电。　　然而，相比较于PTC加热，纯电动汽车使用热泵空调加热确实能节省不少电量，但也存在缺点，这些缺点制约了热泵技术在纯电动车型上的广泛使用。　　比如热泵的低温制热效率低，当气温非常低时，热泵获取热量的速度就会下降，低温制热效率就会降低。冷暖两用的热泵空调成本过高，且结构较为复杂。相比于制冷，热泵空调如要实现制热功能，结构上要增加更加复杂的装置(四通换向阀等)，技术难度高，最终会使成本增加不少。所以汽车厂家从综合成本的角度考虑，不一定值得。　　另外，制热速度慢，热效率低。纯电动车的热泵属于空气源热泵，因空气中的热量是分散能源，分布无规律且不稳定。　　特斯拉另辟蹊径利用电驱系统余热　　相较于PTC制热与热泵存在的问题，特斯拉在电动车制热方式上可谓另辟蹊径。以model 3为例，model 3在这加热这方面依旧保持了它特立独行的个性，使用了一种更新颖的方法，甚至可以说是一种倾向于传统车方案——电动车上本来就有一个可以起到电热丝的作用的零件，电机线圈绕组。特斯拉的思路便是利用电驱系统的废热，像传统车用发动机余热给乘员舱供暖一样。使其既用于车辆驱动，又用于产生额外的热量加热电池。　　在model3上，特斯拉可以收集电机废热用于制热，甚至电机废热不足的时候，通过一系列措施主动让电机额外制热发挥传统车企安装的PTC的功能(包括但不限于停车电机不转的时候，通过刹车锁死轮胎，电机通电，以堵转的方式制热)。