【深度报道】从配角到中枢,汽车热系统需系统升维
系统集成与冷媒替代正同步突破:角色重定、技术攻坚、验证筑基与标准重构交织推进,安全与能效已成行业共识,驱动中国汽车热系统体系加速向系统级能力跃升。
近年来,汽车产业既在电动化、智能化进程中深度演进,又承受价格竞争向上游传导与海外本地化配套要求的双重挤压,由此,热管理已成为关系整车安全、能效、续航与驾乘舒适的关键环节。冷媒要换、架构要改、能效要提,而整车给出的成本窗口仍在收窄,因此,汽车热系统是少数同时承受技术路线切换与成本刚性约束的领域。面对“十五五”规划对高质量制造提出的更高要求,汽车热系统企业必须在技术突破、验证体系与标准建设中承担更主动的使命。
在此背景下,10月21日,2026中国汽车供应链大会特别设置“汽车热系统发展论坛”。中国汽车工业协会副秘书长陈士华、盾安汽车热管理科技有限公司市场总监邓冬、苏州新智总经理助理史云龙、新泉欧洲有限公司总经理彭晓勇、天津格特斯检测设备技术开发有限公司技术总监刘颖、上海普法芬电子科技有限公司总经理张良、广东美的暖通设备有限公司工业大客户业务经理王宇辰、东风汽车集团有限公司研发总院高级工程师孙磊、合肥佧森航空技术有限公司创始人兼CEO沈乐等来自整车、零部件、检测设备与科研院所的嘉宾,围绕热管理系统高质量发展、汽车空调标准体系建设、不同技术路线风险评估、AI对供应链的深度影响等议题展开深入交流。本场论坛前半程由吉林大学汽车工程学院教授、副院长李明主持;论坛后半程由上海市高效冷却系统工程技术中心汽车空调技术研究所施骏业博士接续主持。
“配角”退场,热管理重定整车坐标
在电动化与智能化深度推进的今天,热管理正从保障座舱冷暖的功能件,转向决定整车能效、续航与安全的核心系统。800V高压快充把电池产热峰值与冷却能力推到极限工况,热管理不再是恒温维持,而是瞬态响应的能力竞赛;AI预测算法与数字孪生则把控制逻辑从被动响应推向主动预判。系统边界由此从部件接口上移到整车能量管理。
在陈士华看来,汽车热系统战略地位的重新定义,正是产业由大到强的直接投影。他分析,行业同时承受三重影响:结构性变化带来内需弱、出口强与低价车型阶段性调整;成本上涨难以向下游传导;电动化与全球化又打开了新的创新窗口。三者叠加,使热管理从技术议题升格为供应链、标准体系与产业生态的综合性命题。其中成本一项尤为关键,当涨价无法传导,汽车热系统只能在同等成本下提供更高能效,而这恰是只有系统级方案才能回答的约束。反观全球,欧盟指令与2029年7月新车型GWP须小于150的法规节点,正为自然工质打开窗口,也为尚未完成技术储备的供应商设下时间闸门。
与之对照,中国汽车热系统产业链在整车需求牵引下加速跃迁。新冷媒是观察这一跃迁的最佳切片:低GWP制冷剂替代与R290制冷剂等自然工质的应用,正把技术路线的不确定性转化为共同攻关的确定性。R290在密度、沸点、压力与单位容积制冷量上的优势,使其从备选方案走向产业化前沿;可燃性带来的充注量限制,则把安全责任前移到每一个阀件与接头。汽车热系统由此从末端配套变为前置定义。
陈士华表示,这一轮迁移背后是整车与供应链分工方式的重塑。以电池、电驱、座舱与热管理为代表的系统,不再是被动响应整车参数的下游环节,而是参与整车能效目标设定的共同定义者:整车厂整合系统边界,供应商以研发前置接入方案。整车主导的不再只是“选型采购”,而是“组织一场跨系统的能效协同”。他为此提出三点期望:坚持创新驱动,强化标准引领,深化协同联动,构建安全稳定、富有韧性的供应链体系。
因此,汽车热系统的竞争焦点已从单一部件的性能指标,转向系统集成的效率与安全边界。角色重定,正在成为当代中国汽车热系统最突出的底层特征。
新冷媒落地须逐级验证
塑能力底盘:材料选择走向相容性与长寿命验证,部件设计从机械传动转向电磁直驱与闭环控制,系统架构则要在碰撞、泄漏与排散之间留足安全余量。三个层级的技术纵深,共同决定新冷媒能否真正落地。
在车用冷媒路线加速切换的背景下,R290正从备选方案走向产业化前沿。邓冬在报告中指出,R290在密度、沸点、压力与单位容积制冷量等维度较134a更适配热管理系统,但可燃性带来的充注量限制,使泄漏控制从可靠性指标上升为安全设计维度。台架实测显示,同一工况下R290单体电子膨胀阀单位换热量提升30%以上,同口径能力提升约35%,但系统是否降档仍需结合二次换热方案评估。针对泄漏难题,盾安采用双密封结构并增加加注口金属密封,使单体泄漏率在原有标准基础上提升4至5个数量级,可靠性试验后达到10-11量级(按同一泄漏率计量口径),泄漏量至少控制在0.1克/年以内。邓冬认为,行业趋势正走向低充注、高集成、减少泄漏点与泄漏可诊断,近20个月内已有18家左右主机厂披露相关项目。
另一类企业则在结构与控制的耦合上重建能力。史云龙介绍,传统电机膨胀阀的螺纹副长期运行易磨损,间隙增大后异物进入导致卡滞,低温下冷冻油粘稠又造成扭矩不足,全关到全开约5秒的响应速度及启停噪音,已成为关键执行部件优化的现实问题。新智以电磁直驱结构取消电机加螺纹副,由电磁线圈、动铁心与弹簧直接驱动阀杆;控制上通过LIN通讯接收目标开度,以PWM电流驱动,阀上芯片捕捉阀口位移,再由PID闭环跟随目标。优势包括200毫秒内快速启动、噪音下降3至5分贝、零件减少15%以上、零下40摄氏度不受低温启动影响,成本下降10%以上;在电磁冷却与座舱制冷模式下,吸气压力波动控制在±0.1巴、过热度±1K(即±1摄氏度)以内。史云龙表示,该产品已完成DV/PV试验及3.5兆帕最大压差验证,并增加上电智检与阀杆卡滞识别等主动预警,制造端采用AI视觉防错与MES全生命周期追溯,正进入商用车项目导入阶段。
与此同时,系统层面对的是一道更难的题:当可燃冷媒进入整车,泄漏控制就不再只是阀件的事。彭晓勇表示,汽车热管理系统在正面、偏置、侧面、柱状及翻滚工况下,仍存在换热器挤压、管路拉脱、电池冷板受挤等风险。泄漏考核的严苛程度可以对照:燃油系统碰撞后需加压保压验证无泄漏,电池电解液按30分钟内泄漏量不超过5升且不得进入乘员舱考核;而针对R290,约19克即可使500升自由空间的R290体积分数达到2.1%,进入可燃范围。截至2026年9月,ISO和SAE尚未直接覆盖R290,企业需自建安全要求和验证方案。架构上可采用座舱间接换热或全间接换热,后者在前端碰撞区和乘员舱不布置R290管路,代价是增加板式换热器及换热温差损失。他特别提醒,25%小偏置碰撞可能绕开主要承载结构,必须分别验证驾驶员侧与乘员侧,R290在30分钟内泄漏不超过50克,也不能作为通用汽车标准。
公共底座支撑系统能力
技术攻坚从来不是单点突破的集合,而是验证能力、数字工具与能源基础设施的系统性演进。当热管理从机械件变成控制系统,支撑它前进的不再只是产线,而是试验台架、工程数据与能源方案构成的公共底座。
刘颖表示,随着新能源汽车销量超过内燃机汽车,汽车热管理系统正加速向高效、轻量与集成化演进:水冷板、直冷板、Chiller及集成模块逐步替代传统散热器和暖风系统,测试标准随之升级。油压脉冲在二氧化碳系统中压力等级由5兆帕提升至20兆帕、温度覆盖零下40摄氏度;散热器标准更新后波形由三角波转为梯形波。她还以集成模块测试说明复杂性:膨胀水壶、水泵与水阀集成后需开展低温高温性能、压降、内泄及串热测试。刘颖同时表示,液冷技术正由汽车向AI服务器领域延伸,快插、分水器、微通道冷板带来泄漏、流阻、插拔耐久等新测试需求。
如果说台架决定了产品的下限,工程数据则决定迭代的速度。张良认为,AI带来的不只是工具升级,而是产业链重构:工具层提升单点效率,工程层要把需求设计、仿真测试、工艺生产与质量协同链接,产业层则会在企业组织模式和客户利益分配上发生变化。真正释放效率,需要工作流、专有数据、验证体系与业务闭环共同成熟。组织上他设想“双中心”模式,平台中心形成以天为单位的高效工具链,交付中心负责客户交付与标定验证。张良判断,验证与试制环节可能成为新瓶颈,专有失效数据才是核心资产,行业需要减少封闭接口、推动公共验证平台建设。
与此同时,热管理的能力边界正从车内延伸到厂内。王宇辰以美的上海第二总部园区和重庆旧改标杆工厂为例,分享了从内部业态实践向外部工业场景迁移的节能降碳路径。上海园区通过光伏系统使2025年至2026年光伏发电量占园区电网用电量的25%,机电侧从直流电机、过渡季自由冷却到搭载节能算法的高效机房,使冷机系统COP达到5.5以上。工厂旧改按四个层级推进:一级能效设备、光储柔性、设备级与系统级运行算法,最后通过碳交易实现零碳闭环;其中仅调整测试冷源温度梯度这一近零成本措施,就在测试产线约占全厂能耗50%的背景下实现整厂约25%节电。其2025年交付的园区高效机房EPC项目夏季整体COP达6.38以上,高温热泵替代电加热可实现23%至30%经济性。王宇辰表示,汽车行业核心用热多集中在80摄氏度左右,基于完整公用工程设备矩阵的跨系统能源梯级利用,可优于单系统改造方案。
规则竞合迈向主动定向
全球汽车热系统竞争正由产品性能延伸至对规则的理解与塑造。面对不断收紧、动态更新的法规体系,中国汽车热系统产业链正在从被动适配迈向主动参与。孙磊认为,汽车空调标准体系由基础通用、整车、控制系统和部件四个子体系构成,目前已有30多项标准,涵盖术语标识、制冷采暖节能与NVH安全、系统总成、新制冷剂安全设计、碳排放核算及二十多项零部件标准。标准化工作始终与制冷剂技术演进绑定:从R12时代的初级标准,到禁用氟利昂后围绕HFC-134a重构体系,再到2015年车身分技术委员会开展体系构建,技术指标持续提升。
这即要求行业具备同步跟进与独立研判的双重能力:在碳排核算、新冷媒安全与出海适配等议题叠加下,合规不再是“达标”,而是贯穿研发、验证与准入的系统工程。“十四五”以来,标准体系建设围绕设计安全、节能低碳、技术更新与零部件补缺四个方向推进,共发布七项国家及行业标准、正在制定四项。2025年发布的《道路车辆汽车空调用制冷系统安全要求》给出R1234yf、R744等新型制冷剂系统的安全要求,其逻辑是基于不同制冷剂的安全风险评估明确设计边界;该标准当时未考虑R290。整车制冷性能标准正在编制。
孙磊表示,下一阶段将重点关注“十五五”汽车空调标准体系建设,守安全底线、促创新发展。新型制冷剂安全性评估将成为产品准入重点关注项,首个量产R290或R744空调系统必然受到准入监管与社会舆论密切关注。整车安全方面,正在开展R290空调系统整车安全防护标准研制,初步设想包括制冷剂充注量要求、泄漏时电气安全要求、故障安全机制、防止车内及车库等密闭空间泄漏的密封性要求,以及碰撞试验中制冷剂不得发生可燃风险的泄漏。他同时指出,安全监管趋严与技术路线不确定性仍需评估标准体系兼容性,核心命题是守安全与促创新之间的平衡。
在技术前沿,规则塑造与验证体系的绑定更为直接。沈乐介绍,低空飞行器热管理面临有限空间、严格重量约束与复杂飞行工况的需求。整机安全可靠性目标指向10-9量级,即每飞行小时的危险性故障概率控制在十亿分之一以下;DALC级热管理系统需满足可靠性不低于10-5的指标,即每飞行小时故障概率不高于十万分之一,并以SWaP作为轻量化指标。舱内环境控制系统不仅要调控温度,还需在断电时承担应急通风保障;高性能热交换器无法靠增大尺寸弥补制冷量不足,否则体积与重量的增加会打破安全底线。验证门槛同样不同:RTCA/DO-160G要求设备低温极限达零下55摄氏度,还涉及转子包容性等汽车行业未涉及的验证;eVTOL大量采用复合材料,热负荷数据源几乎从零开始。沈乐坦言,热管理系统作为单点单向循环系统,单点失效影响全局,冗余备份又受轻量化制约;当前整机每飞行小时故障概率能做到10-7至10-8量级,约在千万分之一至亿分之一之间,10-9仍需行业共创。
最终,无论是标准体系的向下扎根,还是适航体系的向上对标,中国汽车热系统产业链的全球竞争力,将取决于能否把产业实践转化为规则共识,把验证能力转化为标准话语,并持续扩大产业链的结构性优势。