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2018年中国新能源车空调行业系统结构及市场格局分析(图)

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发表于 2020-9-10 18:53:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
  中国 新能源车空调 行业系统结构 市场格局分析 一、制冷 新能源车空调制冷原理与传统车相同,唯一的区别是动力源从发动机变为了电池,新能
  中国报告网提示: 一、制冷 新能源车空调制冷原理与传统车相同,唯一的区别是动力源从发动机变为了电池,新能
  新能源车空调制冷原理与传统车相同,唯一的区别是动力源从发动机变为了电池,新能源车需要使用电动压缩机。
  空调制冷剂回路主要包含四个关键部件分别是压缩机Compressor、冷凝器Condenser、膨胀阀ExpansionValve、蒸发器Evaporator,制冷剂(通常为R134a)在系统中经过这四个部件主要呈现四个状态:高压气态、高压液态、低压液态、低压气态。首先,压缩机将管路里的制冷剂进行压缩,制冷剂以高温高压的气态进入管道,在发动机舱前部的冷凝器中从气态凝结成液态,释放热量,随后经过膨胀阀,液态制冷剂压力忽然降低,然后在车厢内蒸发器中汽化,吸收大量的热,从而达到驾驶舱的制冷效果,最终低温低压气体又进入压缩机开始下一轮循环。

  空调压缩机是制冷系统心脏,起抽吸、压缩、循环泵的作用。可将压缩机看作制冷剂回路低压端与高压端的接口,将制冷剂从低压侧吸入压缩,使其温度和压力升高、再泵入高压侧,往复循环。
  汽车空调压缩机多为油润滑式容积式结构,常见种类有斜盘式、曲轴连杆式、旋叶式和涡旋式压缩机。此外,压缩机分为定排量和变排量,变排量可根据空调制冷负荷自动改变排量,运行更为经济。国内乘用车空调压缩机主要包括斜盘式(市场占比约65%)、涡旋式(25%)以及旋叶式(10%)。斜盘式压缩机是往复式压缩机的主导产品,已经发展多年,工艺比较成熟,主要用在大排量乘用车,能耗高,定排量400元/个,变排量500-600元/个。涡旋式压缩机没有往复运动,效率比较高,且噪声小、运转平稳,相比于变排量的斜盘式压缩机,成本更低,300-400元/个,更适合小排量车。旋叶式压缩机体积和重量小,易于在狭小的发动机舱内进行布置,适用于微型车。
  电动压缩机由电池提供动力,控制器控制电机转速,进而控制制冷量,调节温度。涡旋式压缩机高效率、高转速承受力,决定了它适合与高速电机配合使用,并且通过电控单元调节电机的速度提高空调系统的能效,更适合在电动汽车上使用,单个价值较高约1500-1600元/个。


  压缩机市场格局:全球市场集中度非常高,电装、三电、汉拿占据了超半数的市场份额,国内企业奥特佳是自主品牌中的龙头地位,占据自主品牌60%市场份额。


  传统车利用发动机余热进行空调制热。传统车另一个主要热管理系统是发动机冷却回路,使发动机始终处于合理的温度内工作(一般85-100°C),确保各零部件的安全性、可靠性及系统效率。一般分为大、小循环,区别在于冷却液是否流经散热器(水箱)。汽车冷启动时,为了迅速提升发动机温度,冷却液进行小循环,不流经散热器;而在高速运行或高功率运行时,发动机发热大,冷却液温度急剧升高,超过一定程度后,节温器打开,冷却液流经散热器,热量散失到空气中,保证发动机冷却液温度不至于过高。
  而在冷却液回路中,有一个独立分支为驾驶舱加热暖风回路,冷风经过暖风热交换器与冷却液进行热量交换,加热后的空气吹入驾驶舱,从而利用了发动机热量,达到冬天加热的目的。


  参考观研天下发布《2018年中国汽车空调管路行业分析报告-市场运营态势与发展前景预测》
  PTC加热成本低、稳定性高但能耗巨大。发动机热源消失,成本低、结构简单、工作稳定的PTC加热方案进入了新能源汽车行业。PTC指正温度系数热敏电阻,电阻与温度正相关,当外界温度降低,PTC电阻值随之减小,通电发热量会相应增加。但PTC方案能耗巨大,在寒冷的冬天打开暖风空调,电池续航减少三成甚至一半,目前大多数电动车并未考虑极寒条件下应用的场景,所以短期内PTC方案成为了大多数电动车的首选。
  目前PTC加热器有两中方案:风暖和水暖,差异在于,采暖风时冷风是和PTC散热片直接换热,还是和流有被加热冷冻液的换热器换热。随着液冷方案的普及,液体加热器也必然将成为主流。


  热泵系统为通过多个泵和阀控制的系统,有二次压缩的过程,能够把热量从温度低的地方搬运到温度高的地方,从而达到夏天制冷冬天制热的效果,优点在于高度集成化和高能效表现,但目前成本较高,且低温下制热性能及结霜问题有待提高,需要配备特殊的压缩机和额外的电子膨胀阀及热交换器或四通阀,有时与PTC联合应用,只有少数车辆装配。如大众e-Golf、奥迪Q7etron、日产Leaf、雷诺Zoe、宝马i3。
  原理如下图所示,制热模式下1.热量从环境中被吸取进热泵系统,2.热量被压缩并被加热,3.热量被用来加热车厢内的冷空气并使其升温,4.加热后的空气被送入车厢内,5.减压后的热量被转化成低温热量排出车外。热泵系统需要兼顾制热和制冷两种工况;制冷模式下的车内蒸发器在制热模式下用作冷凝器,相应的制冷模式下的车外冷凝器在制热模式下用作蒸发器。目前国际上电装、三电、法雷奥都具有热泵系统,国内奥特佳也在开发。


  全球行业集中度较高,国内三分天下。在全球热管理市场上,通过兼并收购,行业集中度不断提高,四大巨头占据了整个市场6成份额,分别为:日本电装22%,韩国汉拿13%,德国马勒13%,法国法雷奥12%,这些企业在我国传统车热管理的市场上,也基本都是合资车厂的主要供应商,而国内的一些供应商通过近些年的积累,往往只是供应自主车厂。现在在国内热管理市场呈现欧美系、日系、本土系三分天下的局面。


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