電裝中國：汽車熱泵系統(tǒng)技術革新

在全球汽車行業(yè)經歷電動化與智能化的深刻變革之際，熱泵系統(tǒng)作為確保內燃機汽車、混合動力汽車和純電動汽車高效且安全運行的核心技術之一，正日益受到汽車制造商和零部件供應商的高度關注。這一系統(tǒng)的功能在于根據車輛的整體需求，合理地創(chuàng)造和分配熱能，它在維護電池性能與安全、提升能源效率與行駛里程，以及增強乘客的舒適度方面發(fā)揮著不可替代的作用。這些因素直接關聯到車輛的綜合性能、安全性、續(xù)航里程以及乘客的乘坐體驗。隨著新能源汽車技術的迅猛發(fā)展，特別是電動汽車和混合動力汽車的廣泛普及，熱泵系統(tǒng)的重要性愈發(fā)顯著，成為推動行業(yè)發(fā)展的關鍵力量。

圖 不同室外溫度環(huán)境下關鍵部件及座艙對溫度的需求

AI汽車制造業(yè)記者近日有幸來到電裝（中國）投資有限公司（以下簡稱：電裝中國）上海技術中心進行參觀交流活動，進而深入了解電裝中國在新能源汽車熱泵系統(tǒng)技術的最新進展與創(chuàng)新成果，并與電裝（中國）投資有限公司熱管理系統(tǒng)技術部的胡云飛部長進行了交流。

電裝（中國）投資有限公司熱管理系統(tǒng)技術部 胡云飛部長

自1949年成立以來，電裝（Denso Corporation）一直是全球汽車行業(yè)的佼佼者，作為全球眾多汽車制造商的系統(tǒng)零部件及技術供應商，電裝以其在熱泵系統(tǒng)領域的深厚技術積累和持續(xù)創(chuàng)新，不斷實現技術突破，為新能源汽車的高效、安全、舒適運行提供了堅實的技術支撐，并推動了汽車熱泵系統(tǒng)技術的持續(xù)進步。

自2012年起，電裝中國在熱泵系統(tǒng)的研發(fā)和量產方面積累了寶貴的經驗，已經與多家合資和本土品牌進行深度研發(fā)合作這些經驗不僅豐富了電裝中國的技術儲備，也確保了其熱泵系統(tǒng)在面對日益增長的復雜性時，依然能夠保持卓越的高可靠性和低故障率，展現出電裝中國在行業(yè)中的領導地位和專業(yè)承諾。

圖 電裝熱管理模塊、前端冷卻模塊設計理念

在與胡云飛部長深入交流時，我們首先探討了電裝中國對中國新能源汽車市場發(fā)展的看法。他深刻地指出：“盡管市場從純電動汽車向插電式混合動力和增程式電動車的轉變帶來了積極的增長勢頭，但隨之而來的激烈競爭——俗稱的‘卷’現象——是不可避免的。這不僅是汽車制造商和零部件供應商的共同認識，更是整個行業(yè)必須面對的挑戰(zhàn)。在這一背景下，車企和供應商必須在追求市場增長的同時，積極尋求平衡，確保在盈利的基礎上實現品質、健康、可持續(xù)的發(fā)展。實現這種平衡，將是未來發(fā)展的核心，也是整個行業(yè)需要共同探討和解決的重要課題?！?/p>

熱泵系統(tǒng)的差異化需求

在內燃機汽車中，發(fā)動機在運行過程中產生的豐富廢熱可以被直接利用于冬季的車內采暖，因此通常無需額外的熱泵系統(tǒng)。然而，在純電動汽車領域，熱管理技術變得尤為關鍵。由于缺乏發(fā)動機廢熱，純電動汽車必須解決如何在沒有這一熱源的情況下，高效地利用電能進行采暖，從而提升整車的實際續(xù)航里程。正是這一迫切需求，加速了熱泵系統(tǒng)技術在純電動車型中的快速發(fā)展和持續(xù)優(yōu)化，以滿足電動汽車對于高效能源利用的嚴格要求。

混合動力車型的熱泵系統(tǒng)應用呈現出更為復雜的技術挑戰(zhàn)。這類車型擁有發(fā)動機產生的熱源以及純電行駛模式的雙重特性。在純電模式下，熱泵系統(tǒng)的功能需求與純電動汽車相似，主要集中于高效利用電能進行采暖。然而，當發(fā)動機啟動介入工作時，熱泵系統(tǒng)必須實現與發(fā)動機熱源的精確匹配，以適應車輛在不同行駛模式下的需求。

這種匹配過程不僅要求熱泵系統(tǒng)設計具備多樣化的運行模式，以適應不同的能量輸入和需求變化，還要求系統(tǒng)能夠智能響應發(fā)動機的工作狀態(tài)，無論是啟動還是關閉。這樣的智能適應性，無疑增加了熱泵系統(tǒng)設計的復雜度，要求工程師們在系統(tǒng)設計時必須考慮到更多的變量和可能性，確保熱泵系統(tǒng)在混合動力車型中的高效和穩(wěn)定運行。

在探討電裝中國如何應對熱泵系統(tǒng)在不同車型中的多樣化需求時，胡云飛部長表示：“熱泵系統(tǒng)在不同車型中展現出不同的技術路線和需求，從內燃機汽車的非必需性，到純電動車的高效率需求，再到混合動力車型的復雜匹配和多樣化運行模式，電裝中國的創(chuàng)新不僅僅局限于技術層面，更在于我們對市場需求的深刻理解和快速響應。我們致力于開發(fā)能夠適應各種車型特定需求的熱泵系統(tǒng)，確保在提升能效、保障安全和增強舒適度的同時，也為汽車制造商提供靈活、可靠的解決方案?！?/p>

電裝小型高效率一體式熱管理模塊

電裝秉承著對卓越品質的不懈追求，致力于為客戶提供更緊湊、更輕便、更節(jié)能的解決方案，這一理念深深植根于企業(yè)精神之中。正是基于這樣的追求，電裝中國研發(fā)并設計了創(chuàng)新的小型高效率一體式熱管理模塊，它代表了公司在熱泵系統(tǒng)領域的最新突破。

傳統(tǒng)的熱管理模塊通常以分散的方式布置，依賴復雜的配管系統(tǒng)進行連接。電裝中國的新型模塊則采用了公司獨有的小型化設計理念，不僅實現了高性能的飛躍，還通過制冷劑系統(tǒng)的優(yōu)化簡化，顯著減少了35%的零部件數量，實現了模塊的小型化和輕量化。

此外，電裝中國的這一熱泵系統(tǒng)架構方案還通過減少50%的制冷劑填充量，不僅滿足了當前對制冷劑總量的限制法規(guī)，也順應了新型環(huán)保制冷劑的發(fā)展趨勢。這一創(chuàng)新不僅體現了電裝對環(huán)境保護的承諾，也展示了公司在技術革新和產品優(yōu)化方面的行業(yè)領先地位。

圖 z小型高效率一體式熱管理模塊

特別值得一提的是，該模塊內嵌的小型高性能熱交換器，采用高精度加工技術，精心打造了微細開窗翅片。這些翅片的設計使得制冷劑流動得到更為精細的控制，有效抑制了制冷劑在局部的氣化現象。此外，在制冷劑的入口處，創(chuàng)新性地設置了羽狀流體分配器，進一步優(yōu)化了制冷劑的混合過程，確保了制冷劑在各層之間的均勻分布。

這一設計不僅實現了在保持與行業(yè)內其他公司產品相同性能的前提下，體積縮小了40%的小型化突破，而且得益于其小型化的設計，該模塊在提升能效的同時，也顯著改善了車輛的續(xù)航里程。

電裝集成式熱交換器

電裝中國此次介紹的另一項創(chuàng)新產品是前端集成式熱交換器，這一設計通過將水箱與冷凝器巧妙地集成于一體，并采用先進的小型化設計理念，顯著優(yōu)化了車輛前端的空間利用。這種創(chuàng)新不僅極大地節(jié)省了寶貴的車輛空間，而且提升了車輛內部布局的靈活性和設計自由度。

集成式熱交換器的設計巧妙地為充電口、傳感器、攝像頭等關鍵組件提供了更多的布置選項，從而豐富了車輛的功能性和智能化配置。更為重要的是，這一設計還考慮了車輛的安全性能，通過增強車輛前端的結構，提升了行人在側面碰撞時的保護等級，體現了電裝對駕乘安全的高度責任感和前瞻性思維。電裝中國的這一創(chuàng)新產品，不僅展現了公司在汽車熱管理系統(tǒng)設計上的技術實力，也彰顯了其對提升汽車綜合性能和安全性的不懈追求。

圖 集成式熱交換器

該交換器的設計精髓在于其巧妙的翅片連接技術，這一創(chuàng)新使得水箱與室外器之間的熱量傳遞更為高效，顯著提升了能源的利用效率。在夏季，這一設計能夠加速車輛的散熱過程，而在冬季，則能有效預防和減少結霜現象，確保了車輛在不同季節(jié)下都能保持最佳性能。

在當今汽車行業(yè)日益強調節(jié)能減排與環(huán)保的大背景下，電裝中國的這一設計顯得尤為重要。通過精心優(yōu)化熱交換器的結構和選用高性能材料，電裝中國成功降低了在熱交換過程中的熱能損失，同時提升了整體的熱效率。這些改進不僅保障了車輛在行駛過程中的穩(wěn)定性，也極大提升了乘坐的舒適性。最為關鍵的是，這些創(chuàng)新設計和優(yōu)化措施最終轉化為了續(xù)航里程的顯著提升，為電動汽車的實用性和經濟性帶來了實質性的提升。

本土團隊全力以赴完成產品研發(fā)

電裝中國在熱泵系統(tǒng)產品的研發(fā)領域已成功實現了全面本土化的重大跨越。位于上海的技術中心團隊不僅可以完成從系統(tǒng)到零部件的設計全過程，而且配備了先進的實驗資源，包括專用的熱泵系統(tǒng)和零部件臺架實驗室，以及兩套整車風洞實驗室。這些尖端設施能夠全面滿足各種開發(fā)需求，為整車制造商提供強有力的研發(fā)和標定支持。自2018年起，多個熱泵系統(tǒng)項目已由本土團隊獨立完成研發(fā)，標志著電裝中國在這一領域的自主創(chuàng)新和實力。

電裝中國的熱泵系統(tǒng)產品本土化進程可追溯至2014年，當時已完成了空調箱壓縮機等產品的本土化設計。隨著新能源汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，電裝中國從2015年開始著手熱泵系統(tǒng)的研發(fā)，并在2018至2019年間基本完成了本土化工作。面向本土合作伙伴的量產車型研發(fā)項目中，熱泵系統(tǒng)及其零部件的開發(fā)已完全由上海技術中心主導，并成功在2020年前后推向市場。目前，電裝中國在與客戶的量產車型研發(fā)合作中，已實現了100%的自主化。

電裝中國在電動車熱泵系統(tǒng)技術面向量產車型的應用方面，無疑已走在行業(yè)前列。本土團隊在開發(fā)過程中積極將客戶的需求和市場趨勢反饋給電裝日本總部，為總部提供了寶貴的市場洞察，以便在下一代新產品的研發(fā)中更好地滿足客戶需求。電裝中國團隊的深度參與和研發(fā)成功，不僅充分滿足了中國市場的特定需求，而且其影響力已經開始向日本乃至全球其他市場擴散，展現出電裝中國在全球汽車技術發(fā)展中的重要地位和影響力。

面向未來堅定品質追求

在新能源汽車行業(yè)迅猛發(fā)展和市場需求不斷演變的大背景下，電裝中國堅守對卓越品質的執(zhí)著追求，依托其領先的技術力量、廣泛的市場應用經驗以及深入的環(huán)保實踐，已經繪制出明確的未來戰(zhàn)略藍圖。公司將持續(xù)增加對熱泵系統(tǒng)領域的研發(fā)投入，致力于推出一系列擁有自主知識產權的創(chuàng)新產品和技術，確保在行業(yè)中保持技術領先。

電裝中國還計劃加強與國內外合作伙伴的緊密協作，攜手推動新能源汽車產業(yè)鏈的協同發(fā)展，共同面對行業(yè)挑戰(zhàn)，把握行業(yè)發(fā)展機遇。在這一過程中，電裝中國將積極響應中國政府提出的“碳達峰”與“碳中和”戰(zhàn)略目標，致力于2035年實現碳中和，研發(fā)更高品質、更環(huán)保、低碳足跡的熱泵系統(tǒng)產品和技術，以實際行動支持全球可持續(xù)發(fā)展的宏偉目標。通過這些舉措，電裝中國將為全球環(huán)境保護和氣候變化應對貢獻自己的一份力量，展現出企業(yè)的社會責任感和對未來發(fā)展的深遠考量?。▓D文：AI汽車制造業(yè)）