【技術(shù)分享】汽車空調(diào)行業(yè)與技術(shù)發(fā)展趨勢解析

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內(nèi)容摘要：《乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》的實(shí)施，給傳統(tǒng)動力汽車空調(diào)和新能源整車熱管理的發(fā)展帶來了更大的壓力和挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)汽車空調(diào)的定義在新能源汽車快速發(fā)展的新形勢下也在演變，并且在不斷向整車熱管理方向延伸。汽車空調(diào)產(chǎn)業(yè)正面臨包括技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新、制造創(chuàng)新等多重挑戰(zhàn)，本文對于行業(yè)已經(jīng)發(fā)生的變化進(jìn)行回顧和未來變化趨勢進(jìn)行剖析，有助于洞悉技術(shù)發(fā)展趨勢及其對行業(yè)的影響。汽車空調(diào)行業(yè)在未來幾年都會處在一個不確定性增長的階段，技術(shù)主要向電動化、高效化、智能化、環(huán)保化和舒適化5個方向發(fā)展，有效的技術(shù)對策有助于應(yīng)對行業(yè)變化。

 關(guān)鍵字：汽車空調(diào)；熱管理；技術(shù)發(fā)展；行業(yè)解析

自2012年國務(wù)院發(fā)布《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012—2020年）》［1］以來，新能源汽車產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了快速迅猛發(fā)展和不穩(wěn)定發(fā)展2個階段，2017年全年銷售新能源汽車77.4萬輛，其中純電動車65.2萬輛，插電混合動力車12.2萬輛。截至2017年底，全國注冊登記的新能源汽車已達(dá)173萬輛，對照2020年戰(zhàn)略目標(biāo)保有量500萬輛只完 成了24.6％。新能源和智能汽車被列入《中國制造2025》［2］重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)，作為新能源汽車的關(guān)鍵零部件電動空調(diào)，也面臨從跟隨性開發(fā)向自主正向開發(fā)、從中國制造向中國創(chuàng)造的轉(zhuǎn)型和升級帶來的挑戰(zhàn)及機(jī)遇。隨著中國城鎮(zhèn)化進(jìn)程和基礎(chǔ)設(shè)施升級的快速推進(jìn)，快速干線鐵路、城市輕軌、城市公交、物流專用車、工程車等各類路面移動交通工具對搭載空調(diào)的需求日益高漲。在傳統(tǒng)動力向新動力轉(zhuǎn)換的過程中，空調(diào)系統(tǒng)需要在傳統(tǒng)動力車用空調(diào)的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)升級和針對新能源車做特定適應(yīng)性開發(fā)，并且面臨一個如何以自主研發(fā)的產(chǎn)品替代進(jìn)口產(chǎn)品的問題，以真正形成自主知識產(chǎn)權(quán)和自主制造。 

2018年4月1日開始實(shí)施的《乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》［3］，給傳統(tǒng)動力汽車空調(diào)、新能源整車熱管理的發(fā)展進(jìn)一步帶來壓力和挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)汽車空調(diào)的定義在新能源汽車快速發(fā)展的新形勢下發(fā)生了很大變化，也在不斷向整車熱管理和電池電機(jī)電控?zé)峁芾矸较蛲卣梗嚳照{(diào)產(chǎn)業(yè)正面臨包括技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新、制造創(chuàng)新等多重挑戰(zhàn)，同時日益成為新能源汽車行業(yè)持續(xù)和重點(diǎn)關(guān)注的焦點(diǎn)。

一、汽車空調(diào)行業(yè)現(xiàn)狀和未來變化趨勢 

說起汽車空調(diào)，就離不開汽車。汽車空調(diào)是一個跨界空調(diào)和汽車的行業(yè)，汽車空調(diào)行業(yè)的發(fā)展離不開汽車行業(yè)。筆者首先回顧2000—2017年汽車行業(yè)的變化，然后分析汽車空調(diào)行業(yè)的變化。圖1所示為中國汽車行業(yè)2000—2017年的產(chǎn)/銷量數(shù)據(jù)。自2001年12月11日中國加入 WTO之后，汽車工業(yè)開始迅猛發(fā)展，從圖1可以看到，2010年發(fā)展到了一個階段頂峰，產(chǎn)銷量達(dá)到1800多萬輛的水平。2000—2010年增速百分比均為2位數(shù)，而2010—2017年增速百分比基本為個位數(shù)。2016年出現(xiàn)了一個增長小高峰，增長率達(dá)到14.76％，2017年增速又恢復(fù)到個位數(shù)。絕對產(chǎn)銷量數(shù)據(jù)在理論上會受限于道路行駛及停車所需要占用的物理面積，增長還是會有一個限值存在。任何簡單地按照千人擁有量進(jìn)行推算中國汽車發(fā)展前景都是片面的。

圖1　2000—2017年中國汽車產(chǎn)/銷量（萬輛）

為了更清楚地看到中國汽車行業(yè)的隱形變化本質(zhì)，筆者采用了銷量奇點(diǎn)分析法，對年銷量數(shù)據(jù)進(jìn)行奇點(diǎn)化處理。圖2所示為2000—2017年中國汽車銷量的奇點(diǎn)分析結(jié)果。

圖2　2000—2017年中國汽車銷量奇點(diǎn)分析 

從圖2可以看到，汽車行業(yè)在2010年出現(xiàn)了增速的拐點(diǎn)，拐點(diǎn)時間只是比美國2008年底金融危機(jī)晚了2年。2010年之后中國汽車行業(yè)就開始進(jìn)入另外一個發(fā)展階段，增速比第一個10年降低了。預(yù)計(jì)未來5年中國汽車行業(yè)也是處在低速增長水平，并且面臨很大的不確定性，其中既有新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來的，也有政府政策導(dǎo)向和宏觀經(jīng)濟(jì)調(diào)控帶來的，還有交通出行工具的結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)型帶來的。

汽車空調(diào)在不同車輛類型上的整車搭載比例是不一樣的，所以需要觀察和分析不同車型的銷售量結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。筆者針對2017年中國汽車車型細(xì)分銷售數(shù)據(jù)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)性分析，見表1，可以看到： ①乘用車增速遠(yuǎn)低于商用車的增速，商用車的增速主要來自貨車；②乘用車中轎車市場是負(fù)增長，MPV車型市場也是負(fù)增長，交叉型乘用車也是負(fù)增長，只有SUV車型是正增長，并且引領(lǐng)乘用車市場的微弱增長。

表1　2017年中國汽車車型細(xì)分銷售數(shù)據(jù) 

注：數(shù)據(jù)來源于中國汽車工業(yè)協(xié)會。

汽車空調(diào)產(chǎn)業(yè)規(guī)模和增長是由汽車產(chǎn)量和汽車車型組合驅(qū)動的。傳統(tǒng)汽車空調(diào)產(chǎn)業(yè)包含HVAC空調(diào)箱、發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)（PTC）、壓縮機(jī)、流體傳輸及控制等4個細(xì)分市場，并由4個細(xì)分產(chǎn)品組成完整的汽車空調(diào)系統(tǒng)。根據(jù)IHS（埃士信） 在2015年發(fā)布的產(chǎn)業(yè)細(xì)分?jǐn)?shù)據(jù)，HVAC空調(diào)箱、發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)（PTC）、壓縮機(jī)、流體傳輸及控制分別占汽車空調(diào)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的32％，30％，24％和14％。一個汽車空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)在零件/系統(tǒng)方面的知識儲備，以及全系列產(chǎn)品開發(fā)、系統(tǒng)集成、生產(chǎn)和配套能力及范圍，決定了其在行業(yè)中的產(chǎn)業(yè)規(guī)模和在細(xì)分市場上的地位。

2012—2017年中國汽車空調(diào)產(chǎn)量和市場規(guī)模如圖3所示（數(shù)據(jù)來源于中國制冷空調(diào)工業(yè)協(xié)會汽車空調(diào)委員會調(diào)研統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)），2017年已經(jīng)發(fā)展到狹義汽車空調(diào)4043萬套、229億元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，換算到廣義汽車空調(diào)，大概在750億元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，其中OEM配套汽車空調(diào)（狹義）及壓縮機(jī)產(chǎn)量分別達(dá)到2687萬套和2792萬臺。

圖3 2012—2017年中國汽車空調(diào)（狹義）產(chǎn)量和市場規(guī)模 

按照中國汽車未來幾年發(fā)展趨勢，可以預(yù)估汽車空調(diào)產(chǎn)量到2020年還是會保持2位數(shù)的增速，但平均價格也在按照3％的幅度逐年下降。2020年大致可以做到狹義汽車空調(diào)4953萬套、269億元的規(guī)模，換算到廣義汽車空調(diào)，大概在881億元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，加上新能源汽車帶來的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，整個產(chǎn)業(yè)規(guī)模會在908億元左右。

但汽車空調(diào)行業(yè)面臨用戶對質(zhì)量和價格的要求，2017年汽車質(zhì)量問題中6％來自于用戶對空調(diào)問題的抱怨，價格也比2016年平均下降了3.5％。隨著GB/T27630—2011《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價指南》和已頒布的國V排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，中國消費(fèi)者協(xié)會提議要對車內(nèi)空氣質(zhì)量有問題的汽車實(shí)行召回，并對新車空氣質(zhì)量做等級標(biāo)簽。這些都對汽車空調(diào)配置提出新的要求，也給汽車空調(diào)行業(yè)的增長提供了新的機(jī)會?？諝鈨艋髟诓煌?xì)分市場上的裝備趨勢開始顯現(xiàn)，2017年A級車、B級車、C級車3個細(xì)分市場的裝備率分別占54％，21％和25％。歐盟842/2006指令［4］要求使用GWP ＜150的制冷劑，這會對汽車空調(diào)行業(yè)的產(chǎn)品轉(zhuǎn)型提出要求，也會對中國汽車空調(diào)行業(yè)的發(fā)展帶來不確定性影響。 

二、新能源汽車帶來的機(jī)遇和挑戰(zhàn)

自2012年6月國務(wù)院發(fā)布《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012—2020年）》以來，新能源汽車得到了快速發(fā)展。2017年9月工信部、財政部、商務(wù)部、海關(guān)總署、質(zhì)檢總局等五部門聯(lián)合發(fā)布《乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》［3］，2018年4月1日生效，2019年開始考核。并行積分制更是加速了新能源汽車行業(yè)的發(fā)展。汽車也會從內(nèi)燃機(jī)占主導(dǎo)地位向混合動力、純電動（鋰電池和燃料電池）演變，并增加啟停功能和渦輪增壓提升節(jié)能和降低排放。傳統(tǒng)動力汽車重點(diǎn)關(guān)注輕量化、低油耗和智能化，汽車空調(diào)主要覆蓋乘員艙熱舒適和發(fā)動機(jī)艙熱管理；新能源汽車則主要關(guān)注電動化、續(xù)駛里程、安全化和物聯(lián)網(wǎng)化，汽車空調(diào)的內(nèi)涵也拓展到電池?zé)峁芾?、?qū)動系統(tǒng)（電機(jī)＋電控）熱管理和充電樁充電站熱管理?？照{(diào)電動化則要求壓縮機(jī)從皮帶輪驅(qū)動向內(nèi)在電機(jī)直流變頻驅(qū)動演化；熱源不足成為新能源汽車制熱的一個瓶頸，多種形式的制熱方式應(yīng)運(yùn)而生，包括空氣冷卻系統(tǒng)、水冷卻系統(tǒng)、熱泵空調(diào)、電機(jī)電控電池余熱回收等；電池?zé)峁芾淼男枰?，也催生了分布式電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)和獨(dú)立式電池?zé)峁芾砟K，新增了電池冷卻模塊、加熱模塊、冷熱組合模塊和電池冷板及冷帶等零部件；啟停功能的新增也促進(jìn)了蓄冷蓄熱換熱器的開發(fā)。 

根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會發(fā)布的每年新能源汽車銷量數(shù)據(jù)，筆者整理匯總成表2，描述了2012— 2017年中國新能源汽車的銷量數(shù)據(jù)以及純電動和插電混動的細(xì)分?jǐn)?shù)據(jù)。

表2　中國新能源汽車銷量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)   輛 

注：數(shù)據(jù)來源于中國汽車工業(yè)協(xié)會。

從表2可以看到，2012—2017年中國新能源汽車數(shù)量增長很快，預(yù)計(jì)在2018—2020年間將有更高的增長速度。截至2017年底，全國各大汽車集團(tuán)或新晉廠商宣布的投資新建新能源汽車整車項(xiàng)目70余個，計(jì)劃投資總金額達(dá)到4500余億元， 規(guī)劃產(chǎn)能達(dá)到1100萬輛，2020年新能源汽車將達(dá)到300萬輛的產(chǎn)能，預(yù)計(jì)2020年會實(shí)現(xiàn)280萬輛的銷量。即使如此，新能源汽車在汽車總量中的占比也不足10％，整個汽車市場的格局沒有產(chǎn)生顯著的改變。但對于新能源汽車空調(diào)來說，將會給空調(diào)行業(yè)產(chǎn)生新增27億元的銷售規(guī)模。 

三、汽車空調(diào)技術(shù)發(fā)展和對策 

《乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》的實(shí)施，將會極大地促進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)品的升級換代，技術(shù)也主要向電動化、高效化、智能化和舒適化4個方向演進(jìn)。從功能、性能、可靠性和成本4個維度看，主要集中表現(xiàn)在5個方面：環(huán)保、高效、緊湊和輕量化、競爭力成本及用戶體驗(yàn)，可以用表3描述。 

表3　汽車空調(diào)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)對菜單

四、結(jié)論與展望 

通過對過去十多年汽車行業(yè)及汽車空調(diào)行業(yè)變化的回顧，以及對未來幾年發(fā)展趨勢的分析，筆者認(rèn)為汽車空調(diào)行業(yè)在未來幾年都會處在一個不確定性增長的階段。新能源汽車的發(fā)展使得我們對傳統(tǒng)汽車空調(diào)面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇有了更好的判斷，并且為今后幾年的技術(shù)開發(fā)指明了方向。技術(shù)主要向電動化、高效化、智能化、環(huán)?；褪孢m化5個方向發(fā)展，有效的技術(shù)對策將有助于應(yīng)對行業(yè)變化。

本文來自期刊《制冷與空調(diào)》

作者：黃國強(qiáng) 

整理編輯：Zoe