新能源汽车热泵空调系统深度报告新能源汽车热泵空调行业专题报告总结( 二 ) _知识分享

（3）制热原理不同，新能源车热泵空调制热模式下，电池带动电动压缩机对制冷剂进行处理，通过车内换热器与制冷剂进行热量交换，实现车内供热。新能源车 PTC 空调制热模型下，电动水泵将循环水推入 PTC 进行加热，高温水通过暖风芯体将热量传递给空气，实现供热。燃油车空调发动机通过将余热传递给冷却水，通过加热器芯将热量传递给空气，最后鼓风机将暖风吹入车内。
（4）制热零部件不同，新能源车热泵空调在制冷零部件的基础上，通过增加四通换向阀实现制冷制热模式切换，而新能源车 PTC 空调或燃油车空调的制热系统需要重新设计。新能源车 PTC 空调的制冷系统和制热系统较为独立，与热泵空调制热系统相比，零部件少了换热器和电动压缩机，增加了 PTC 加热器。燃油车空调制热系统主要零部件包括加热器芯、管道和鼓风机。

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【新能源汽车热泵空调系统深度报告新能源汽车热泵空调行业专题报告总结】2 、新能源车热泵空调技术路线：预计 CO2技术渗透率将逐步提升
热泵空调的研制生产在制冷剂方面目前存在不同的技术路线，主要包括 R-134a、R-1234yf 以及R744（CO2）三条技术路线。
对汽车环保要求的提升是推动汽车空调制冷剂的技术路线持续演进的主要原因。在环保政策较为严格的欧盟，在 2013 年和 2017 年将分别禁止在新设计车型和生产车型的汽车空调中使用 GWP（温室效应）>150 的制冷剂。美国环保部则分别于 2011 年和 2012 年认可 R-1234yf 和 CO2 可用于汽车空调制冷剂，同时推动在 2021 年开始禁止 R-134a 作为汽车空调条制冷剂。中国也逐步推进汽车空调制冷剂的升级，2014 年与美国签署协议就削减氢氟碳化物强温室气体加强合作；中汽协和环保已经在考察 R-134a 在汽车空调行业的使用情况。

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R-134a 是一种不含氯原子，对臭氧层没有破坏作用，且具有很高的安全性能的制冷剂，其制冷量和效率与氟利昂接近，在 R-1234yf 被开发推广之前，是汽车空调领域使用最多的制冷剂。但是 R134a 的 GWP（温室效应）达到 1430，成为《联合国气候变化框架公约》中明确要求采取措施限制或削减的氢氟碳化物（HFC），因此在各国汽车行业中被逐步淘汰。
R-1234yf 和 CO2 的环保性能较为接近，其 GWP（温室效应）分别为 4 和 1，且都不会对臭氧层产生破坏。但在生产制造过程中，CO2 一般是工业副产品，只要对其进行捕获即可获得。而 R-1234yf的生产制造过程中则会产生 HF、HCL 以及 CFC 等副产物，这些物质易破坏臭氧层以及具有较强的温室效应。因此综合全部生产使用流程而言，CO2 的环保性能更高。

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从各类制冷剂的热物性能参数来看，R-134a 和 R-1234yf 的参数较为接近，而 CO2 的热物性参数则相比有较大的差异。由于 R-1234yf 和 R-134a 的热物性质类似，因此可以直接将制冷剂灌注到原空调系统正常工作；对于开发新的基于 R-1234yf 制冷剂的新的空调系统的技术难度也相对较低。由于热物性质的较大差异，CO2 空调系统无法直接沿用原有的 R-134a 空调系统，而需要重新开发设计，技术难度相对较大。
从制热性能上来看，传统 R-134a 的常规热泵只能在-5℃以上的环境中制热，采用吸气补焓的 R134a 热泵可以将工作温度降低至-15℃，但是制热能效比 COP 出现明显下滑，仅有 1.45 。而 R1234yf 与 R-134a 的参数接近，其热泵制热性能不会强于 R-134a 。与此形成对比的是，CO2 系统非常适合热泵工况运行，其在-20℃环境下运行的制热能效比 COP 仍能达到 2，明显优于 R-1234yf与 R-134a 系统。因此未来在电动车热泵空调系统中，CO2 系统将逐步成为主流系统。

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随着环保政策的稳步推进，R-134a 制冷剂被取代已经是成为必然的发展趋势，而选择 R-1234yf 或CO2 作为制冷剂在各个车企之间出现一定分化。
在环保性以及热泵性能以外，从安全性的角度来看，R-1234yf 具有中度可燃性，而 CO2 不具可燃性，因此 CO2 系统的安全性相对更高。戴姆勒就曾公开质疑 R-1234yf 的安全性，因为其在碰撞发生后容易发生燃烧并释放有毒气体。
从成本角度来看，R-1234yf 是由美国杜邦和霍尼韦尔公司联合研制，已被这两家公司申请了生产工艺专利，使用该技术需要支付专利费用。

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