自(zì)《<蒙特利爾議(yì)定書(shū)>基加利修正案》簽訂并實施以來(lái)，削減當量碳排放(fàng)、有效延緩全球變暖成爲各個行業的熱(rè)門(mén)話(huà)題，而新能源車的快(kuài)速發展也标志着交通領域的能源結構變革。不過，新能源車目前仍存在安全隐患、裡(lǐ)程焦慮、熱(rè)管理(lǐ)工(gōng)質溫室效應等瓶頸問(wèn)題，這也從(cóng)“節能”與“環保”兩個方面對車輛(liàng)熱(rè)管理(lǐ)行業提出了更高級、更精準的要求。
這篇評述文章(zhāng)中，作(zuò)者從(cóng)節能角度總結了熱(rè)管理(lǐ)系統從(cóng)常規單冷(lěng)空調技術(shù)到熱(rè)泵空調技術(shù)的系統架構轉變與實現形式升級，達到了在冬季制熱(rè)條件(jiàn)下節省大(dà)量正溫度系數熱(rè)敏加熱(rè)器（PTC）能耗的目的。同時展示了一體(tǐ)化熱(rè)管理(lǐ)新概念與各種智能優化控制算法的結合，使得(de)乘員(yuán)艙、電池、電機(jī)、電控部分(fēn)的綜合熱(rè)管理(lǐ)持續向着性能更優、能耗更小的方向演化。
間接式熱(rè)泵空調系統
車室空調+電池冷(lěng)卻、電機(jī)餘熱(rè)回收式熱(rè)管理(lǐ)系統
自(zì)蒸汽壓縮式制冷(lěng)系統問(wèn)世以來(lái)，常用制冷(lěng)劑類型已經經曆了多次更叠。以乙醚、乙醇爲代表的第一代制冷(lěng)劑僅達到了能夠提供制冷(lěng)功能的需求，很快(kuài)被R12等第二代制冷(lěng)劑（氟利昂）替代。不過，由于臭氧層破壞問(wèn)題，《蒙特利爾議(yì)定書(shū)》限制了第二代含氯制冷(lěng)劑的使用并标志着第三代不含氯制冷(lěng)劑（HFC）的出現。近年(nián)間，雖然交通領域新能源化的進程如(rú)火(huǒ)如(rú)荼，但(dàn)目前新能源車輛(liàng)中所采用的制冷(lěng)劑種類仍然沿襲傳統燃油車的技術(shù)路(lù)線，即還(hái)停留在HFC階段（如(rú)R134a與R407C）。
爲了加速車輛(liàng)行業中第三代HFCs制冷(lěng)劑向第四代制冷(lěng)劑（天然或HFO類低GWP制冷(lěng)劑）的綠色替代進程，近年(nián)相(xiàng)關研究層出不窮。從(cóng)環保角度出發，作(zuò)者介紹了幾種較爲熱(rè)門(mén)的環保型制冷(lěng)劑替代方案，如(rú)CO2，R1234yf，R290等：
CO2作(zuò)爲一種天然工(gōng)質，ODP爲0，GWP爲1，環保無污染。憑借着優異的環保效應、寬工(gōng)況适應性及與車輛(liàng)系統的兼容性，近年(nián)間CO2制冷(lěng)劑被廣泛推向新能源汽車、客車、軌道交通等領域。但(dàn)受限于CO2制冷(lěng)劑獨特的物性，車輛(liàng)CO2熱(rè)泵空調需要對系統進行重新設計(jì)，這也是限制其快(kuài)速發展的主要掣肘。
R1234yf是美國(guó)杜邦公司和霍尼韋爾公司爲R134a量身(shēn)打造的替代方案，其ODP=0，GWP=4，環保性良好。但(dàn)R1234yf在長期使用過程中也逐漸暴露出一些安全性問(wèn)題。另外，受限于美國(guó)公司的專利保護，R1234yf高昂的價格也是目前限制其在國(guó)内廣泛普及的主要問(wèn)題。
R290（丙烷）同樣屬于天然工(gōng)質，其ODP=0，GWP=3.3，熱(rè)物理(lǐ)性能參數與R134a相(xiàng)近，但(dàn)标準沸點更低，因此可(kě)以适用于更低的環境溫度條件(jiàn)。但(dàn)其安全等級僅爲A3，屬于可(kě)燃制冷(lěng)劑，使用過程中始終存在安全隐患，一般需要構建二次循環。
綜合考慮“節能”與“環保”，從(cóng)更爲長遠(yuǎn)的發展看(kàn)，自(zì)然工(gōng)質将逐漸成爲新能源汽車熱(rè)管理(lǐ)系統的主流。
新能源汽車熱(rè)管理(lǐ)系統的長遠(yuǎn)發展，除了要提高整體(tǐ)能效，增加電動汽車的續航裡(lǐ)程，還(hái)應兼備高度集成化、熱(rè)害控制、遠(yuǎn)程控制、座艙環境個性化、寬溫區高效化、關鍵零部件(jiàn)開發、環保工(gōng)質替代等關鍵技術(shù)。作(zuò)者指出，在當前新能源汽車發展以及碳中和目标的背景下，新能源汽車熱(rè)管理(lǐ)行業也應向着綠色高效化、功能一體(tǐ)化、結構模塊化、控制智能化的“新四化”方向發展，爲我國(guó)碳達峰、碳中和目标作(zuò)出重要貢獻：
綠色高效化
綠色高效化體(tǐ)現在兩個方面：強溫室效應工(gōng)質的減排和熱(rè)泵技術(shù)的發展。下一代新能源汽車熱(rè)管理(lǐ)制冷(lěng)劑技術(shù)路(lù)線基本受兩大(dà)因素影(yǐng)響和制約，一方面是國(guó)家相(xiàng)關标準和法規應對環境污染、氣候變暖問(wèn)題的具體(tǐ)政策實施；另一方面，還(hái)受新能源汽車本身(shēn)固有的需求特性的演變和不同區域下的功能多樣性影(yǐng)響。低溫續航衰減也是新能源汽車發展面臨的瓶頸問(wèn)題之一。
功能一體(tǐ)化
應對高密度電池和電機(jī)/電控的精細化熱(rè)管理(lǐ)、綜合能效提升、乘員(yuán)艙舒适性提升等關鍵問(wèn)題，實現整車能量管控，功能一體(tǐ)化成爲新能源汽車熱(rè)管理(lǐ)系統發展的方向标。下一代新能源汽車熱(rè)管理(lǐ)系統的功能一體(tǐ)化需兼顧整車安全性目标、動力性目标、續航能力目标、舒适性目标以及耐久性目标。
結構模塊化
在新能源汽車的快(kuài)速發展和熱(rè)管理(lǐ)批量産業化的驅動下，系統結構模塊化成爲未來(lái)熱(rè)管理(lǐ)系統發展的迫切需求。熱(rè)管理(lǐ)系統的結構模塊化主要體(tǐ)現在零部件(jiàn)的集成和功能性模塊兩種方式上。
控制智能化
新能源汽車熱(rè)管理(lǐ)的精細化和功能的複雜化，在系統布局、結構設計(jì)的基礎上，行之有效的控制策略是保障整個系統安全、穩定運行的前提。如(rú)何實現熱(rè)管理(lǐ)的快(kuài)、穩、準，在複雜需求驅動和智能化牽引下，控制智能化成爲未來(lái)精細化熱(rè)管理(lǐ)的靈魂。
（王從(cóng)飛, 曹鋒, 李明佳, 殷翔, 宋昱龍, 何雅玲. 碳中和背景下新能源汽車熱(rè)管理(lǐ)系統研究現狀及發展趨勢. 科(kē)學通報, 以上文章(zhāng)來(lái)源于科(kē)學通報 ，作(zuò)者《科(kē)學通報》）
