从法规到量产,中国汽车热系统开启革新之路 自然工质成破局关键

2025-12-16 11:23:37 来源:经济观察网
        【每日科技网】
从法规到量产,中国汽车热系统开启革新之路 自然工质成破局关键

  在汽车电动化、智能化的浪潮下,热管理系统早已跳出 “温度调节” 的单一范畴,成为决定新能源汽车续航里程、行驶安全与用户体验的核心部件。面对冬季续航衰减与全球环保法规收紧的双重压力,以 CO₂(R744)、R290 为代表的自然工质技术,正成为行业突破瓶颈的核心方向。

  为推动技术攻关与产业化落地,2025 中国汽车供应链大会特设 “汽车热系统关键技术发展大会”。这场贯穿全天的主题会议,创新采用五位主持人引导、二十位行业专家接力演讲的形式,汇聚整车企业、零部件供应商及科研机构代表,围绕自然工质应用、热泵系统能效、核心部件研发等关键议题深度对话,为中国汽车热管理技术规模化应用凝聚产业共识。

  政策划界:2029 年成节点,技术路线多元并行

  全球环保浪潮下,制冷剂替代已从技术选择升级为关乎产业全球竞争力的战略命题。此次大会上,政策合规与技术路线选择成为开篇核心议题,与会专家围绕国家方案要求,明确了行业发展的时间节点与核心方向。

  中国汽车工业协会副秘书长陈士华在致辞中强调,《国家方案》已划定明确红线:2029 年起,新申请公告的乘用车空调系统必须全面采用 GWP 值低于 150 的制冷剂。这意味着全产业链需倒排时间表推进技术迭代,而协同研发是破局关键。他明确协会支持自然工质与低 GWP 混合工质等多条技术路线并行,鼓励整车与零部件企业组成 “创新组团”,共同完成法规履约任务,巩固中国汽车产业的全球优势。

  东风汽车研发总院主任工程师孙西峰从全球化视角给出更具体的判断。他对比中、欧、北美三大市场法规后指出,CO₂(R744)是目前唯一能同时满足三大市场中长期环保要求的制冷剂,采用这一路线可实现 “一套系统,全球通行”,大幅降低车企跨国研发成本,规避潜在贸易壁垒。

  而在技术过渡阶段,混合工质被视作重要缓冲。中国科学院理化技术研究所副研究员杨天阳通过实验数据证实,R290 自然工质综合能效突出,但 R454C 等混合工质在极端低温制热场景下优势显著,制热量远超传统 R134a。中国电研・威凯公司检测事业部总经理杨贤飞的测试数据更具说服力,其团队测试显示 R454C 在 - 25℃环境下制热量较 R134a 提升超 105%,能有效缓解电动车冬季续航衰减问题。两位专家均认为,混合工质可成为自然工质全面落地前的过渡方案,帮助车企平衡法规要求、产品性能与成本压力。

  此外,西安交通大学副教授殷翔提出的磁过冷技术,为爱发科东方检测副总经理瞿骑龙强调的密封性检测方案,分别从技术优化与生产管控层面,为 CO₂系统解决制冷效率瓶颈、规避泄漏风险提供了实操路径,筑牢自然工质量产的基础防线。

  技术攻坚:核心部件突破,打通量产堵点

  确定技术方向后,核心零部件的可靠性、国产化与集成化,成为自然工质从实验室走向量产线的关键。会上,多家企业与科研机构展示了针对高压、高效需求的技术突破成果。

  高压密封技术筑牢安全根基:CO₂系统运行压力可达传统系统的十倍,密封可靠性成为重中之重。上海众源燃油分配器制造有限公司总经理卢春鸿介绍,其公司牵头制定的团体标准,在泄漏率、爆破压力等指标上远超欧洲标准。通过独创 “硬密封” 电磁阀技术,摒弃易失效的橡胶密封件,实现密封寿命与整车同步,为 CO₂系统安全量产提供保障。

  压缩机国产化实现性能反超:作为热泵系统的 “心脏”,CO₂压缩机需耐受 170℃排气温度与 14MPa 高压。安徽威灵汽车部件资深工程师杨国用透露,美的威灵选择双转子结构而非传统涡旋式结构,正是看中其受热变形规则、止推损失小的优势,旗下第二代 6.2cc 量产产品在能效与 NVH 表现上已超越国际竞品。目前公司已在安徽安庆建成专用产线,正推进泄压阀、冷冻油等配套部件国产化,力争实现 CO₂压缩机产业链自主可控。

  集成化设计破解降本难题:盾安汽车热管理技术副总监王傅钢展示了阀件集成的创新思路,其研发的电子三通阀可替代两个传统电磁阀,集成式四通阀简化热泵模式切换结构,新一代电子膨胀阀经优化减重 35%,通过功能集成实现热管理模块降本减重。上海交通大学博士生宣卫城则聚焦换热器革新,提出的三维流动换热器概念打破传统二维流道限制,仿真显示性能提升潜力超 60%,尤其适配对充注量敏感的 R290 系统。

  基础材料与测试装备同步跟进:瑞孚化工首席工程师刘军强调,制冷剂更替需配套润滑油升级,针对 R290 等新型工质需研发专用配方,避免因润滑不当导致的能效下降或设备故障。上海佐竹冷热控制技术顾问范力群则介绍了适配自然工质的全链条测试方案,其定制化环境舱与专用台架,可解决 CO₂跨临界循环中油循环控制等技术难题,为企业研发提供精准测试支撑。

  同时,吉林大学教授李明指出,软件算法是效能提升的 “隐形引擎”。其团队开发的多维耦合优化控制策略与 AI 协同算法,能让系统自主适配不同工况,实现舒适性与能耗的动态平衡,推动热管理从 “功能满足” 向 “体验卓越” 跨越。

  价值升维:从温控到座舱生态,重构热管理价值

  随着汽车升级为 “移动生活空间”,热管理系统的角色正从幕后走向台前,成为定义座舱体验与品牌差异的核心要素,其应用场景与价值边界不断拓展。

  安徽智界新能源热管理总监娄辉提出,用户需求已从基础温控延伸至健康座舱、车载家电等多元场景。车载制氧、座椅地暖、车载冰箱等功能均与热管理系统深度绑定,这要求热管理团队从被动的功能执行者,转变为主动的场景集成者,主导跨界功能的协同设计。南京迪升动力董事长钱永贵展示的无油涡旋空压机,恰好印证了这一趋势。该产品作为车载中央气源,可支撑制氧、座椅按摩等多种场景,将热管理范畴从温度调节拓展至空气品质与功能赋能。

  在空间利用与成本控制上,企业也在探索创新路径。奇瑞全球技术创新中心热管理总监张志文透露,奇瑞通过 HVAC 核心部件跨平台通用设计,单款产品年出货量可达数百万台,以规模效应实现成本与质量的双重优化。三电汽车空调技术总监赵岩松则推出中置式、分体式等创新空调架构,分体式设计将核心部件移至前舱,仅保留出风口于仪表板,极大提升乘员舱空间利用率。他还透露,公司正研发适配 R290 的多功能换热芯体,以及可与座椅、底盘集成的超薄空调系统,适配下一代整车设计理念。

  AI 与芯片技术的融入更让热管理系统焕发新活力。上海普法芬电子董事长张良指出,AI 可赋能个性化舒适控制、全局能耗优化等四大领域,未来智能空调有望通过多模态感知实现 “零操作” 自适应调节,但这需要行业共建标准化数据生态。上海德润普泰副总经理陈华训则提供了硬件支撑方案,其芯片一站式解决方案涵盖主控芯片与功率器件,可缩短电控开发周期,增强供应链自主可控能力。广东腾龙智冷副总经理方成聚焦车载冰箱,提出与整车热泵系统共用压缩机的集成化方向,通过精细的冷媒分配与控制策略,实现座舱制冷与冰箱制冷的协同运转。

  从政策划定边界到企业攻克技术难关,再到场景重构价值,这场行业大会清晰勾勒出中国汽车热管理的革新路径。当自然工质技术逐步实现国产化与规模化,当智能技术持续赋能系统升级,中国汽车热管理产业正从规模跟随迈向技术引领,为汽车产业绿色转型注入核心动力。

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