【技术分享】汽车空调行业与技术发展趋势解析

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内容摘要：《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》的实施，给传统动力汽车空调和新能源整车热管理的发展带来了更大的压力和挑战，传统汽车空调的定义在新能源汽车快速发展的新形势下也在演变，并且在不断向整车热管理方向延伸。汽车空调产业正面临包括技术创新、产品创新、制造创新等多重挑战，本文对于行业已经发生的变化进行回顾和未来变化趋势进行剖析，有助于洞悉技术发展趋势及其对行业的影响。汽车空调行业在未来几年都会处在一个不确定性增长的阶段，技术主要向电动化、高效化、智能化、环保化和舒适化5个方向发展，有效的技术对策有助于应对行业变化。

 关键字：汽车空调；热管理；技术发展；行业解析

自2012年国务院发布《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》［1］以来，新能源汽车产业经历了快速迅猛发展和不稳定发展2个阶段，2017年全年销售新能源汽车77.4万辆，其中纯电动车65.2万辆，插电混合动力车12.2万辆。截至2017年底，全国注册登记的新能源汽车已达173万辆，对照2020年战略目标保有量500万辆只完 成了24.6％。新能源和智能汽车被列入《中国制造2025》［2］重点发展产业，作为新能源汽车的关键零部件电动空调，也面临从跟随性开发向自主正向开发、从中国制造向中国创造的转型和升级带来的挑战及机遇。随着中国城镇化进程和基础设施升级的快速推进，快速干线铁路、城市轻轨、城市公交、物流专用车、工程车等各类路面移动交通工具对搭载空调的需求日益高涨。在传统动力向新动力转换的过程中，空调系统需要在传统动力车用空调的基础上进行技术升级和针对新能源车做特定适应性开发，并且面临一个如何以自主研发的产品替代进口产品的问题，以真正形成自主知识产权和自主制造。 

2018年4月1日开始实施的《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》［3］，给传统动力汽车空调、新能源整车热管理的发展进一步带来压力和挑战。传统汽车空调的定义在新能源汽车快速发展的新形势下发生了很大变化，也在不断向整车热管理和电池电机电控热管理方向拓展，汽车空调产业正面临包括技术创新、产品创新、制造创新等多重挑战，同时日益成为新能源汽车行业持续和重点关注的焦点。

一、汽车空调行业现状和未来变化趋势 

说起汽车空调，就离不开汽车。汽车空调是一个跨界空调和汽车的行业，汽车空调行业的发展离不开汽车行业。笔者首先回顾2000—2017年汽车行业的变化，然后分析汽车空调行业的变化。图1所示为中国汽车行业2000—2017年的产/销量数据。自2001年12月11日中国加入 WTO之后，汽车工业开始迅猛发展，从图1可以看到，2010年发展到了一个阶段顶峰，产销量达到1800多万辆的水平。2000—2010年增速百分比均为2位数，而2010—2017年增速百分比基本为个位数。2016年出现了一个增长小高峰，增长率达到14.76％，2017年增速又恢复到个位数。绝对产销量数据在理论上会受限于道路行驶及停车所需要占用的物理面积，增长还是会有一个限值存在。任何简单地按照千人拥有量进行推算中国汽车发展前景都是片面的。

图1　2000—2017年中国汽车产/销量（万辆）

为了更清楚地看到中国汽车行业的隐形变化本质，笔者采用了销量奇点分析法，对年销量数据进行奇点化处理。图2所示为2000—2017年中国汽车销量的奇点分析结果。

图2　2000—2017年中国汽车销量奇点分析 

从图2可以看到，汽车行业在2010年出现了增速的拐点，拐点时间只是比美国2008年底金融危机晚了2年。2010年之后中国汽车行业就开始进入另外一个发展阶段，增速比第一个10年降低了。预计未来5年中国汽车行业也是处在低速增长水平，并且面临很大的不确定性，其中既有新能源汽车产业发展带来的，也有政府政策导向和宏观经济调控带来的，还有交通出行工具的结构性转型带来的。

汽车空调在不同车辆类型上的整车搭载比例是不一样的，所以需要观察和分析不同车型的销售量结构数据。笔者针对2017年中国汽车车型细分销售数据进行了结构性分析，见表1，可以看到： ①乘用车增速远低于商用车的增速，商用车的增速主要来自货车；②乘用车中轿车市场是负增长，MPV车型市场也是负增长，交叉型乘用车也是负增长，只有SUV车型是正增长，并且引领乘用车市场的微弱增长。

表1　2017年中国汽车车型细分销售数据 

注：数据来源于中国汽车工业协会。

汽车空调产业规模和增长是由汽车产量和汽车车型组合驱动的。传统汽车空调产业包含HVAC空调箱、发动机冷却系统（PTC）、压缩机、流体传输及控制等4个细分市场，并由4个细分产品组成完整的汽车空调系统。根据IHS（埃士信） 在2015年发布的产业细分数据，HVAC空调箱、发动机冷却系统（PTC）、压缩机、流体传输及控制分别占汽车空调产业产值的32％，30％，24％和14％。一个汽车空调生产企业在零件/系统方面的知识储备，以及全系列产品开发、系统集成、生产和配套能力及范围，决定了其在行业中的产业规模和在细分市场上的地位。

2012—2017年中国汽车空调产量和市场规模如图3所示（数据来源于中国制冷空调工业协会汽车空调委员会调研统计数据），2017年已经发展到狭义汽车空调4043万套、229亿元的产业规模，换算到广义汽车空调，大概在750亿元的产业规模，其中OEM配套汽车空调（狭义）及压缩机产量分别达到2687万套和2792万台。

图3 2012—2017年中国汽车空调（狭义）产量和市场规模 

按照中国汽车未来几年发展趋势，可以预估汽车空调产量到2020年还是会保持2位数的增速，但平均价格也在按照3％的幅度逐年下降。2020年大致可以做到狭义汽车空调4953万套、269亿元的规模，换算到广义汽车空调，大概在881亿元的产业规模，加上新能源汽车带来的产业结构转型，整个产业规模会在908亿元左右。

但汽车空调行业面临用户对质量和价格的要求，2017年汽车质量问题中6％来自于用户对空调问题的抱怨，价格也比2016年平均下降了3.5％。随着GB/T27630—2011《乘用车内空气质量评价指南》和已颁布的国V排放标准的实施，中国消费者协会提议要对车内空气质量有问题的汽车实行召回，并对新车空气质量做等级标签。这些都对汽车空调配置提出新的要求，也给汽车空调行业的增长提供了新的机会。空气净化器在不同细分市场上的装备趋势开始显现，2017年A级车、B级车、C级车3个细分市场的装备率分别占54％，21％和25％。欧盟842/2006指令［4］要求使用GWP ＜150的制冷剂，这会对汽车空调行业的产品转型提出要求，也会对中国汽车空调行业的发展带来不确定性影响。 

二、新能源汽车带来的机遇和挑战

自2012年6月国务院发布《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》以来，新能源汽车得到了快速发展。2017年9月工信部、财政部、商务部、海关总署、质检总局等五部门联合发布《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》［3］，2018年4月1日生效，2019年开始考核。并行积分制更是加速了新能源汽车行业的发展。汽车也会从内燃机占主导地位向混合动力、纯电动（锂电池和燃料电池）演变，并增加启停功能和涡轮增压提升节能和降低排放。传统动力汽车重点关注轻量化、低油耗和智能化，汽车空调主要覆盖乘员舱热舒适和发动机舱热管理；新能源汽车则主要关注电动化、续驶里程、安全化和物联网化，汽车空调的内涵也拓展到电池热管理、驱动系统（电机＋电控）热管理和充电桩充电站热管理。空调电动化则要求压缩机从皮带轮驱动向内在电机直流变频驱动演化；热源不足成为新能源汽车制热的一个瓶颈，多种形式的制热方式应运而生，包括空气冷却系统、水冷却系统、热泵空调、电机电控电池余热回收等；电池热管理的需要，也催生了分布式电池热管理系统和独立式电池热管理模块，新增了电池冷却模块、加热模块、冷热组合模块和电池冷板及冷带等零部件；启停功能的新增也促进了蓄冷蓄热换热器的开发。 

根据中国汽车工业协会发布的每年新能源汽车销量数据，笔者整理汇总成表2，描述了2012— 2017年中国新能源汽车的销量数据以及纯电动和插电混动的细分数据。

表2　中国新能源汽车销量统计数据   辆 

注：数据来源于中国汽车工业协会。

从表2可以看到，2012—2017年中国新能源汽车数量增长很快，预计在2018—2020年间将有更高的增长速度。截至2017年底，全国各大汽车集团或新晋厂商宣布的投资新建新能源汽车整车项目70余个，计划投资总金额达到4500余亿元， 规划产能达到1100万辆，2020年新能源汽车将达到300万辆的产能，预计2020年会实现280万辆的销量。即使如此，新能源汽车在汽车总量中的占比也不足10％，整个汽车市场的格局没有产生显著的改变。但对于新能源汽车空调来说，将会给空调行业产生新增27亿元的销售规模。 

三、汽车空调技术发展和对策 

《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》的实施，将会极大地促进技术的进步和产品的升级换代，技术也主要向电动化、高效化、智能化和舒适化4个方向演进。从功能、性能、可靠性和成本4个维度看，主要集中表现在5个方面：环保、高效、紧凑和轻量化、竞争力成本及用户体验，可以用表3描述。 

表3　汽车空调技术发展和应对菜单

四、结论与展望 

通过对过去十多年汽车行业及汽车空调行业变化的回顾，以及对未来几年发展趋势的分析，笔者认为汽车空调行业在未来几年都会处在一个不确定性增长的阶段。新能源汽车的发展使得我们对传统汽车空调面临的挑战和机遇有了更好的判断，并且为今后几年的技术开发指明了方向。技术主要向电动化、高效化、智能化、环保化和舒适化5个方向发展，有效的技术对策将有助于应对行业变化。

本文来自期刊《制冷与空调》

作者：黄国强 

整理编辑：Zoe