電裝中國(guó)：汽車熱泵系統(tǒng)技術(shù)革新

在全球汽車行業(yè)經(jīng)歷電動(dòng)化與智能化的深刻變革之際，熱泵系統(tǒng)作為確保內(nèi)燃機(jī)汽車、混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車高效且安全運(yùn)行的核心技術(shù)之一，正日益受到汽車制造商和零部件供應(yīng)商的高度關(guān)注。這一系統(tǒng)的功能在于根據(jù)車輛的整體需求，合理地創(chuàng)造和分配熱能，它在維護(hù)電池性能與安全、提升能源效率與行駛里程，以及增強(qiáng)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(guān)聯(lián)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(yàn)。隨著新能源汽車技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是電動(dòng)汽車和混合動(dòng)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(dòng)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵力量。

圖 不同室外溫度環(huán)境下關(guān)鍵部件及座艙對(duì)溫度的需求

AI汽車制造業(yè)記者近日有幸來(lái)到電裝（中國(guó)）投資有限公司（以下簡(jiǎn)稱：電裝中國(guó)）上海技術(shù)中心進(jìn)行參觀交流活動(dòng)，進(jìn)而深入了解電裝中國(guó)在新能源汽車熱泵系統(tǒng)技術(shù)的最新進(jìn)展與創(chuàng)新成果，并與電裝（中國(guó)）投資有限公司熱管理系統(tǒng)技術(shù)部的胡云飛部長(zhǎng)進(jìn)行了交流。

電裝（中國(guó)）投資有限公司熱管理系統(tǒng)技術(shù)部 胡云飛部長(zhǎng)

自1949年成立以來(lái)，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(shù)供應(yīng)商，電裝以其在熱泵系統(tǒng)領(lǐng)域的深厚技術(shù)積累和持續(xù)創(chuàng)新，不斷實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，為新能源汽車的高效、安全、舒適運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐，并推動(dòng)了汽車熱泵系統(tǒng)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步。

自2012年起，電裝中國(guó)在熱泵系統(tǒng)的研發(fā)和量產(chǎn)方面積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，已經(jīng)與多家合資和本土品牌進(jìn)行深度研發(fā)合作這些經(jīng)驗(yàn)不僅豐富了電裝中國(guó)的技術(shù)儲(chǔ)備，也確保了其熱泵系統(tǒng)在面對(duì)日益增長(zhǎng)的復(fù)雜性時(shí)，依然能夠保持卓越的高可靠性和低故障率，展現(xiàn)出電裝中國(guó)在行業(yè)中的領(lǐng)導(dǎo)地位和專業(yè)承諾。

圖 電裝熱管理模塊、前端冷卻模塊設(shè)計(jì)理念

在與胡云飛部長(zhǎng)深入交流時(shí)，我們首先探討了電裝中國(guó)對(duì)中國(guó)新能源汽車市場(chǎng)發(fā)展的看法。他深刻地指出：“盡管市場(chǎng)從純電動(dòng)汽車向插電式混合動(dòng)力和增程式電動(dòng)車的轉(zhuǎn)變帶來(lái)了積極的增長(zhǎng)勢(shì)頭，但隨之而來(lái)的激烈競(jìng)爭(zhēng)——俗稱的‘卷’現(xiàn)象——是不可避免的。這不僅是汽車制造商和零部件供應(yīng)商的共同認(rèn)識(shí)，更是整個(gè)行業(yè)必須面對(duì)的挑戰(zhàn)。在這一背景下，車企和供應(yīng)商必須在追求市場(chǎng)增長(zhǎng)的同時(shí)，積極尋求平衡，確保在盈利的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)品質(zhì)、健康、可持續(xù)的發(fā)展。實(shí)現(xiàn)這種平衡，將是未來(lái)發(fā)展的核心，也是整個(gè)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(nèi)燃機(jī)汽車中，發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的豐富廢熱可以被直接利用于冬季的車內(nèi)采暖，因此通常無(wú)需額外的熱泵系統(tǒng)。然而，在純電動(dòng)汽車領(lǐng)域，熱管理技術(shù)變得尤為關(guān)鍵。由于缺乏發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱，純電動(dòng)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(jìn)行采暖，從而提升整車的實(shí)際續(xù)航里程。正是這一迫切需求，加速了熱泵系統(tǒng)技術(shù)在純電動(dòng)車型中的快速發(fā)展和持續(xù)優(yōu)化，以滿足電動(dòng)汽車對(duì)于高效能源利用的嚴(yán)格要求。

混合動(dòng)力車型的熱泵系統(tǒng)應(yīng)用呈現(xiàn)出更為復(fù)雜的技術(shù)挑戰(zhàn)。這類車型擁有發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)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(dòng)汽車相似，主要集中于高效利用電能進(jìn)行采暖。然而，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)介入工作時(shí)，熱泵系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)與發(fā)動(dòng)機(jī)熱源的精確匹配，以適應(yīng)車輛在不同行駛模式下的需求。

這種匹配過(guò)程不僅要求熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)具備多樣化的運(yùn)行模式，以適應(yīng)不同的能量輸入和需求變化，還要求系統(tǒng)能夠智能響應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，無(wú)論是啟動(dòng)還是關(guān)閉。這樣的智能適應(yīng)性，無(wú)疑增加了熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，要求工程師們?cè)谙到y(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)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(dòng)力車型中的高效和穩(wěn)定運(yùn)行。

在探討電裝中國(guó)如何應(yīng)對(duì)熱泵系統(tǒng)在不同車型中的多樣化需求時(shí)，胡云飛部長(zhǎng)表示：“熱泵系統(tǒng)在不同車型中展現(xiàn)出不同的技術(shù)路線和需求，從內(nèi)燃機(jī)汽車的非必需性，到純電動(dòng)車的高效率需求，再到混合動(dòng)力車型的復(fù)雜匹配和多樣化運(yùn)行模式，電裝中國(guó)的創(chuàng)新不僅僅局限于技術(shù)層面，更在于我們對(duì)市場(chǎng)需求的深刻理解和快速響應(yīng)。我們致力于開發(fā)能夠適應(yīng)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(qiáng)舒適度的同時(shí)，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(duì)卓越品質(zhì)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(guó)研發(fā)并設(shè)計(jì)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(lǐng)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(fù)雜的配管系統(tǒng)進(jìn)行連接。電裝中國(guó)的新型模塊則采用了公司獨(dú)有的小型化設(shè)計(jì)理念，不僅實(shí)現(xiàn)了高性能的飛躍，還通過(guò)制冷劑系統(tǒng)的優(yōu)化簡(jiǎn)化，顯著減少了35%的零部件數(shù)量，實(shí)現(xiàn)了模塊的小型化和輕量化。

此外，電裝中國(guó)的這一熱泵系統(tǒng)架構(gòu)方案還通過(guò)減少50%的制冷劑填充量，不僅滿足了當(dāng)前對(duì)制冷劑總量的限制法規(guī)，也順應(yīng)了新型環(huán)保制冷劑的發(fā)展趨勢(shì)。這一創(chuàng)新不僅體現(xiàn)了電裝對(duì)環(huán)境保護(hù)的承諾，也展示了公司在技術(shù)革新和產(chǎn)品優(yōu)化方面的行業(yè)領(lǐng)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(nèi)嵌的小型高性能熱交換器，采用高精度加工技術(shù)，精心打造了微細(xì)開窗翅片。這些翅片的設(shè)計(jì)使得制冷劑流動(dòng)得到更為精細(xì)的控制，有效抑制了制冷劑在局部的氣化現(xiàn)象。此外，在制冷劑的入口處，創(chuàng)新性地設(shè)置了羽狀流體分配器，進(jìn)一步優(yōu)化了制冷劑的混合過(guò)程，確保了制冷劑在各層之間的均勻分布。

這一設(shè)計(jì)不僅實(shí)現(xiàn)了在保持與行業(yè)內(nèi)其他公司產(chǎn)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(shè)計(jì)，該模塊在提升能效的同時(shí)，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(guó)此次介紹的另一項(xiàng)創(chuàng)新產(chǎn)品是前端集成式熱交換器，這一設(shè)計(jì)通過(guò)將水箱與冷凝器巧妙地集成于一體，并采用先進(jìn)的小型化設(shè)計(jì)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(nèi)部布局的靈活性和設(shè)計(jì)自由度。

集成式熱交換器的設(shè)計(jì)巧妙地為充電口、傳感器、攝像頭等關(guān)鍵組件提供了更多的布置選項(xiàng)，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(shè)計(jì)還考慮了車輛的安全性能，通過(guò)增強(qiáng)車輛前端的結(jié)構(gòu)，提升了行人在側(cè)面碰撞時(shí)的保護(hù)等級(jí)，體現(xiàn)了電裝對(duì)駕乘安全的高度責(zé)任感和前瞻性思維。電裝中國(guó)的這一創(chuàng)新產(chǎn)品，不僅展現(xiàn)了公司在汽車熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的技術(shù)實(shí)力，也彰顯了其對(duì)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(shè)計(jì)精髓在于其巧妙的翅片連接技術(shù)，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(shè)計(jì)能夠加速車輛的散熱過(guò)程，而在冬季，則能有效預(yù)防和減少結(jié)霜現(xiàn)象，確保了車輛在不同季節(jié)下都能保持最佳性能。

在當(dāng)今汽車行業(yè)日益強(qiáng)調(diào)節(jié)能減排與環(huán)保的大背景下，電裝中國(guó)的這一設(shè)計(jì)顯得尤為重要。通過(guò)精心優(yōu)化熱交換器的結(jié)構(gòu)和選用高性能材料，電裝中國(guó)成功降低了在熱交換過(guò)程中的熱能損失，同時(shí)提升了整體的熱效率。這些改進(jìn)不僅保障了車輛在行駛過(guò)程中的穩(wěn)定性，也極大提升了乘坐的舒適性。最為關(guān)鍵的是，這些創(chuàng)新設(shè)計(jì)和優(yōu)化措施最終轉(zhuǎn)化為了續(xù)航里程的顯著提升，為電動(dòng)汽車的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性帶來(lái)了實(shí)質(zhì)性的提升。

本土團(tuán)隊(duì)全力以赴完成產(chǎn)品研發(fā)

電裝中國(guó)在熱泵系統(tǒng)產(chǎn)品的研發(fā)領(lǐng)域已成功實(shí)現(xiàn)了全面本土化的重大跨越。位于上海的技術(shù)中心團(tuán)隊(duì)不僅可以完成從系統(tǒng)到零部件的設(shè)計(jì)全過(guò)程，而且配備了先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)資源，包括專用的熱泵系統(tǒng)和零部件臺(tái)架實(shí)驗(yàn)室，以及兩套整車風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室。這些尖端設(shè)施能夠全面滿足各種開發(fā)需求，為整車制造商提供強(qiáng)有力的研發(fā)和標(biāo)定支持。自2018年起，多個(gè)熱泵系統(tǒng)項(xiàng)目已由本土團(tuán)隊(duì)獨(dú)立完成研發(fā)，標(biāo)志著電裝中國(guó)在這一領(lǐng)域的自主創(chuàng)新和實(shí)力。

電裝中國(guó)的熱泵系統(tǒng)產(chǎn)品本土化進(jìn)程可追溯至2014年，當(dāng)時(shí)已完成了空調(diào)箱壓縮機(jī)等產(chǎn)品的本土化設(shè)計(jì)。隨著新能源汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，電裝中國(guó)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(chǎn)車型研發(fā)項(xiàng)目中，熱泵系統(tǒng)及其零部件的開發(fā)已完全由上海技術(shù)中心主導(dǎo)，并成功在2020年前后推向市場(chǎng)。目前，電裝中國(guó)在與客戶的量產(chǎn)車型研發(fā)合作中，已實(shí)現(xiàn)了100%的自主化。

電裝中國(guó)在電動(dòng)車熱泵系統(tǒng)技術(shù)面向量產(chǎn)車型的應(yīng)用方面，無(wú)疑已走在行業(yè)前列。本土團(tuán)隊(duì)在開發(fā)過(guò)程中積極將客戶的需求和市場(chǎng)趨勢(shì)反饋給電裝日本總部，為總部提供了寶貴的市場(chǎng)洞察，以便在下一代新產(chǎn)品的研發(fā)中更好地滿足客戶需求。電裝中國(guó)團(tuán)隊(duì)的深度參與和研發(fā)成功，不僅充分滿足了中國(guó)市場(chǎng)的特定需求，而且其影響力已經(jīng)開始向日本乃至全球其他市場(chǎng)擴(kuò)散，展現(xiàn)出電裝中國(guó)在全球汽車技術(shù)發(fā)展中的重要地位和影響力。

面向未來(lái)堅(jiān)定品質(zhì)追求

在新能源汽車行業(yè)迅猛發(fā)展和市場(chǎng)需求不斷演變的大背景下，電裝中國(guó)堅(jiān)守對(duì)卓越品質(zhì)的執(zhí)著追求，依托其領(lǐng)先的技術(shù)力量、廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)以及深入的環(huán)保實(shí)踐，已經(jīng)繪制出明確的未來(lái)戰(zhàn)略藍(lán)圖。公司將持續(xù)增加對(duì)熱泵系統(tǒng)領(lǐng)域的研發(fā)投入，致力于推出一系列擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新產(chǎn)品和技術(shù)，確保在行業(yè)中保持技術(shù)領(lǐng)先。

電裝中國(guó)還計(jì)劃加強(qiáng)與國(guó)內(nèi)外合作伙伴的緊密協(xié)作，攜手推動(dòng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展，共同面對(duì)行業(yè)挑戰(zhàn)，把握行業(yè)發(fā)展機(jī)遇。在這一過(guò)程中，電裝中國(guó)將積極響應(yīng)中國(guó)政府提出的“碳達(dá)峰”與“碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)，致力于2035年實(shí)現(xiàn)碳中和，研發(fā)更高品質(zhì)、更環(huán)保、低碳足跡的熱泵系統(tǒng)產(chǎn)品和技術(shù)，以實(shí)際行動(dòng)支持全球可持續(xù)發(fā)展的宏偉目標(biāo)。通過(guò)這些舉措，電裝中國(guó)將為全球環(huán)境保護(hù)和氣候變化應(yīng)對(duì)貢獻(xiàn)自己的一份力量，展現(xiàn)出企業(yè)的社會(huì)責(zé)任感和對(duì)未來(lái)發(fā)展的深遠(yuǎn)考量！（圖文：AI汽車制造業(yè)）