汽車熱管理系統(tǒng)專題報(bào)告：整車守門員-新能源啟增量

1、汽車熱管理系統(tǒng)專題報(bào)告：整車守門員_新能源啟增量一、熱管理需求催生熱管理系統(tǒng)無論對(duì)于燃油車型還是新能源車型，熱管理的作用都可以歸納為通過不同形式的熱交換對(duì)整車的不同部分 進(jìn)行溫域控制、形成合理溫度場(chǎng)，以主導(dǎo)/協(xié)助滿足整車安全性、經(jīng)濟(jì)性和乘員舒適性等需求。溫度場(chǎng)的形成和變化有賴于熱的三種交換機(jī)理：傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。其中，熱傳導(dǎo)對(duì)應(yīng)直接接觸的物體物 質(zhì)微元運(yùn)動(dòng)速度的均一化；對(duì)流對(duì)應(yīng)流體內(nèi)部物質(zhì)微元的宏觀運(yùn)動(dòng)與速度均一化；輻射對(duì)應(yīng)絕對(duì)溫度引起的電 磁波發(fā)射。三者的客觀效果均為熱量從高溫物體/部分向低溫物體/部分轉(zhuǎn)移。1、熱管理對(duì)整車安全和用能經(jīng)濟(jì)性重要性強(qiáng)對(duì)燃油汽車而言，發(fā)動(dòng)機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)是核心產(chǎn)

2、熱部件。其不同工況下的溫度場(chǎng)分布直接影響整車熱效 率和工作壽命。除發(fā)動(dòng)機(jī)本身外，和發(fā)動(dòng)機(jī)臨近、有顯著熱交換關(guān)系的排氣歧管、渦輪增壓器等動(dòng)力系統(tǒng)零部件的相應(yīng)受 熱程度較高，如超過設(shè)計(jì)上限則零部件壽命、強(qiáng)度、配合間隙等多因素可能受到影響。故除選擇耐熱程度更高 的材料體系外，也需熱管理零部件保證相應(yīng)工作溫度不超過設(shè)計(jì)上限；部分減排零部件也有較精確工作溫度范 圍需求。燃油車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)及附屬系統(tǒng)在適宜溫度下工作有利于保證熱效率、實(shí)現(xiàn)較高的燃油經(jīng)濟(jì)性。另外，車內(nèi)汽車電子器件、管路和線束等含高分子基材零部件也可能受到產(chǎn)熱部件的熱輻射影響，相應(yīng)工 作溫度也需要得到保證。對(duì)新能源汽車而言，動(dòng)力電池單體對(duì)工作溫域

3、的要求更苛刻。在較高的實(shí)際溫度下使用或存放直接影響動(dòng)力電池的使用壽命。較高溫度下使用和存放對(duì)電池壽命的影響多因?yàn)殡娊庖汉驼龢O副反應(yīng)加劇，正極元素溶出增加，正極表面 形貌劣化、惰性相形成等。較高溫度下使用或存放對(duì)動(dòng)力電池壽命的影響既包括可部分緩解的動(dòng)力學(xué)因素，也包括無法有效緩解的熱 力學(xué)因素。進(jìn)行有效溫控是事實(shí)上合理的工程技術(shù)選擇。溫度過高意味著動(dòng)力電池的熱濫用，可能誘發(fā)電池正極產(chǎn)氧、隔膜熱收縮、電解液穩(wěn)定性下降等不良后果， 最終引發(fā)電池起火等重大安全事故；另外，由內(nèi)短路引發(fā)的動(dòng)力電池?zé)崾Э匾彩盏缴釛l件的影響。除了過熱之外，環(huán)境溫度偏低也阻礙了動(dòng)力電池性能的正常發(fā)揮：可用能量衰減、離子電導(dǎo)下降

4、、極化內(nèi) 阻增加等因素降低續(xù)航里程、增加百公里電耗，嚴(yán)重影響新能源汽車的駕駛體驗(yàn)；低溫下充電更易造成負(fù)極析 鋰，造成安全隱患。所以，動(dòng)力電池及對(duì)應(yīng)新能源汽車對(duì)加熱、制冷兩方面熱調(diào)節(jié)都有迫切的實(shí)際需求，以提 高安全性、延長(zhǎng)使用壽命。除動(dòng)力電池外，新能源汽車的電機(jī)、電控系統(tǒng)等同樣有產(chǎn)熱、散熱需求。如永磁同步電機(jī)中的永磁體在高 溫工作時(shí)不同程度存在不可逆退磁現(xiàn)象，影響功率扭矩輸出等。故電機(jī)、電控系統(tǒng)的相應(yīng)工作溫度也需要熱管 理加以保證。2、熱管理影響乘員艙溫度和乘員舒適程度乘員艙的物理尺寸和溫度分布嚴(yán)重影響駕駛、乘坐體驗(yàn)。通常情況下，不同季節(jié)時(shí)人對(duì)體感溫度的可接受 區(qū)間有合適范圍。行車環(huán)境下增減衣物

5、調(diào)節(jié)空間有限，通過空調(diào)等手段進(jìn)行乘員艙熱管理重要性進(jìn)一步增加； 另外，較低溫度行車可能也面臨擋風(fēng)玻璃結(jié)露、凝霜等情況阻礙視線，同樣需要熱管理系統(tǒng)進(jìn)行除霜除霧。除乘員艙體感溫度均值外，不同身體區(qū)域的體感溫度還應(yīng)盡量接近，且環(huán)境溫度變化時(shí)熱管理系統(tǒng)的溫度 調(diào)節(jié)速率也影響駕駛體驗(yàn)。如某造車新勢(shì)力產(chǎn)品受限于整車帶電量建議冬天乘員僅使用座椅加熱功能而不開空 調(diào)，實(shí)際上惡化了用戶體驗(yàn)。綜上所述，整車不同位置的溫度分布影響安全性、經(jīng)濟(jì)性和乘員舒適性；熱管理對(duì)整車而言作用關(guān)鍵。二、熱管理系統(tǒng)，各司其職1、發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理、三電熱管理、空調(diào)系統(tǒng)按需配置汽車熱管理系統(tǒng)是汽車上用于調(diào)節(jié)零部件工作溫度環(huán)境和座艙溫度環(huán)境的

6、零部件的集合。熱管理系統(tǒng)所采用的零部件包括各類泵、閥、工質(zhì)容器、熱交換器、壓縮機(jī)、管路、散熱器等，分別按需 應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)及附屬系統(tǒng)、以動(dòng)力電池為首的三電系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)。傳統(tǒng)車輛方面，燃油車輛需要發(fā)動(dòng)機(jī)及附屬系統(tǒng)熱管理、空調(diào)熱管理。新能源汽車方面，純電動(dòng)車輛需要三電系統(tǒng)熱管理、空調(diào)熱管理；插混車輛同時(shí)需要發(fā)動(dòng)機(jī)及附屬系統(tǒng)熱 管理、三電系統(tǒng)熱管理和空調(diào)熱管理。2、發(fā)動(dòng)機(jī)及附屬系統(tǒng)的熱管理發(fā)動(dòng)機(jī)及附屬系統(tǒng)的熱管理目的是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、增壓系統(tǒng)、起減排作用的排氣再循環(huán)（EGR）等部 分進(jìn)行溫度控制。發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理子系統(tǒng)一般由散熱器、冷卻風(fēng)扇、節(jié)溫器、水泵（自然吸氣可用機(jī)械泵，渦輪增壓需用電子 泵）、膨

7、脹水箱（或儲(chǔ)液罐）、冷卻液管路、氣缸體和氣缸蓋中的水套及其他附屬裝置等組成。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度較 低時(shí)，冷卻液只在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部循環(huán)，而不通過冷卻器散熱，以便發(fā)動(dòng)機(jī)快速升溫達(dá)到工作溫度。冷卻液只在發(fā) 動(dòng)機(jī)內(nèi)部循環(huán)輔助發(fā)動(dòng)機(jī)均衡受熱的工作狀態(tài)稱為小循環(huán)（冷車循環(huán)）。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度較高時(shí)，起發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液 控制作用的節(jié)溫器打開，使得原本只在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部循環(huán)的冷卻系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)外部的冷卻系統(tǒng)相通。此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī) 內(nèi)部的高溫冷卻液會(huì)流經(jīng)水箱，經(jīng)風(fēng)扇散熱降溫后再進(jìn)入吸熱工況保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。這種冷卻液在冷卻器 和發(fā)動(dòng)機(jī)之間不斷循環(huán)流動(dòng)均衡降溫的工作狀態(tài)稱為大循環(huán)（正常循環(huán)） 。變速箱多通過油泵循環(huán)潤(rùn)滑油、油冷器吸收交換潤(rùn)滑

8、油熱量并與外界換熱實(shí)現(xiàn)冷卻效果。增壓中冷、EGR 冷卻器等的原理也類似，通過不同類型的工質(zhì)循環(huán)換熱實(shí)現(xiàn)冷卻效果。3、三電系統(tǒng)的熱管理新能源汽車和傳統(tǒng)燃油車的本質(zhì)區(qū)別就是電池、電機(jī)、電控組成的三電系統(tǒng)和動(dòng)力電池的溫度控制是三電 系統(tǒng)熱管理的核心。根據(jù)工質(zhì)的不同類型，動(dòng)力電池包的冷卻（溫控）主要包括自然冷卻、風(fēng)冷、液冷、直冷、 相變材料冷卻（研究中）等。主要的零部件是電池冷卻器、電子膨脹閥、電子水泵等。自然冷卻不借助工質(zhì)，單純依靠外界環(huán)境進(jìn)行電池包冷卻。風(fēng)冷包括被動(dòng)風(fēng)冷和主動(dòng)風(fēng)冷：被動(dòng)風(fēng)冷通常 直接使用外部空氣/乘員艙空氣作為工質(zhì)；主動(dòng)風(fēng)冷則是對(duì)外部空氣進(jìn)行空調(diào)預(yù)熱或預(yù)冷后再進(jìn)入電池系統(tǒng)和電 池包

9、熱交換。自然冷卻、風(fēng)冷的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，但控溫效果（規(guī)模、均勻性）有限，對(duì)大電池包的適應(yīng)性相對(duì) 較弱。液冷是純電動(dòng)車型的主要電池?zé)峁芾砑夹g(shù)手段：電池包內(nèi)附帶相對(duì)獨(dú)立的水-乙二醇工質(zhì)回路，當(dāng)電池溫度 和室溫接近或稍高時(shí)由低溫散熱器進(jìn)行電池包冷卻（風(fēng)扇吹冷卻管路的冷卻液）；當(dāng)電池溫度較高時(shí)空調(diào)制冷劑回路介入工作，和電池冷卻器進(jìn)行熱交換以實(shí)現(xiàn)較高的散熱效果；另外回路上還有 PTC 可加熱工質(zhì)以實(shí)現(xiàn)電池 包的預(yù)熱需求?？傮w而言液冷是大多數(shù)純電動(dòng)車型的最佳選擇。相變材料冷卻利用相變溫度和電池工作溫度接近的相變材料作為冷源，相變過程中吸熱原理上可以保證電 池在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持恒溫。純電動(dòng)車輛驅(qū)動(dòng)電機(jī)、

10、電控、車載充電機(jī)等高壓組件（除動(dòng)力電池外）的冷卻系統(tǒng)主要依靠水泵帶動(dòng)冷卻 液在冷卻管道中循環(huán)流動(dòng)，通過在散熱器的熱交換過程，由冷卻液帶走電機(jī)、電控、車載充電機(jī)等產(chǎn)生的熱量。 為使散熱器熱量釋放更高效，通常需要散熱器后方設(shè)置風(fēng)扇。插混車輛需同時(shí)冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)和高壓系統(tǒng)，故高壓組件需要單獨(dú)的冷卻回路。4、空調(diào)系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)需要同時(shí)具備制冷和制熱功能。其主要零部件包括壓縮機(jī)（機(jī)械式、電動(dòng)式）、冷凝器、蒸發(fā)器、 膨脹閥、貯液干燥器、管路、風(fēng)道、空調(diào)箱總成及控制系統(tǒng)等。燃油車輛、新能源車輛空調(diào)系統(tǒng)在制冷循環(huán)的工作原理相同：高溫高壓的制冷劑（工質(zhì)）氣體從壓縮機(jī)排 出后，經(jīng)排氣管進(jìn)入車外熱交換器（冷凝器）。冷卻風(fēng)

11、扇送風(fēng)冷卻制冷劑，將制冷劑中的大量熱量散發(fā)到車廂外 的空氣中。散熱后的制冷劑冷凝成高壓中溫的制冷劑液體，然后進(jìn)入起吸濕和過濾作用的儲(chǔ)液干燥器中，再接 著經(jīng)膨脹閥到達(dá)車內(nèi)熱交換器（蒸發(fā)器）。這時(shí)制冷劑為低溫、低壓液體（含部分氣相），極易通過蒸發(fā)器吸收 車廂內(nèi)的熱量后氣化并回到壓縮機(jī)。在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)過程中，工質(zhì)溫度、壓力、物相實(shí)現(xiàn)循環(huán)，壓縮機(jī)耗電做 功，車廂得到冷卻，外界環(huán)境同步吸熱。燃油車輛、新能源車輛在制熱方面的原理有所不同。燃油車輛發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率上限僅約 40%，工作過程中有大量余熱產(chǎn)生。所以其空調(diào)備有暖風(fēng)熱交換器，可吸 收發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的熱量并為乘員艙供暖。此過程無需額外耗能。新能源車輛無發(fā)動(dòng)

12、機(jī)余熱供利用，故為乘員艙加熱需要額外的熱源。相應(yīng)的新能源汽車空調(diào)也分為 PTC 制 熱空調(diào)和熱泵空調(diào)兩種。PTC 空調(diào)基本結(jié)構(gòu)和燃油車輛空調(diào)類似，但其制熱的核心零部件是 PTC（Positive Temperature Coefficient） 正溫度系數(shù)熱敏電阻。PTC 具有恒溫加熱特性，該溫度只與 PTC 熱敏電阻的居里溫度和外加電壓有關(guān),而與 環(huán)境溫度相關(guān)性很小。PTC 加熱元件無明火、熱轉(zhuǎn)換率高、自然壽命長(zhǎng)，但其熱轉(zhuǎn)換率有理論上限 100%，對(duì)新能源汽車而言開啟 PTC 空調(diào)制熱則意味著電耗大幅增加，影響整車?yán)m(xù)航，影響幅度通?？蛇_(dá) 30%-40%工況續(xù)航。熱泵空調(diào)的基本結(jié)構(gòu)則比燃油車輛

13、空調(diào)、使用單一 PTC 加熱的新能源汽車空調(diào)復(fù)雜，其復(fù)雜度體現(xiàn)在需要 四通閥和更復(fù)雜的管路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工質(zhì)運(yùn)行方向可逆的特點(diǎn)。熱泵空調(diào)在制熱狀態(tài)下，低溫低壓的工質(zhì)氣體經(jīng)壓 縮機(jī)壓縮為高溫高壓氣體，通過四通閥流入車內(nèi)熱交換器（冷凝器），對(duì)車內(nèi)放熱后冷凝至液相。工質(zhì)液體經(jīng)膨 脹閥降壓，再經(jīng)由車外熱交換器（蒸發(fā)器）吸熱全部蒸發(fā)為氣相，再次通過四通閥進(jìn)入壓縮機(jī)。在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)循 環(huán)過程中，工質(zhì)溫度、壓力、物相實(shí)現(xiàn)循環(huán)，壓縮機(jī)耗電做功，車廂得到加熱，外界環(huán)境同步放熱。部分熱泵 空調(diào)也配備 PTC 輔熱。熱泵空調(diào)制熱，在外界環(huán)境非極低溫度的條件下，可以實(shí)現(xiàn)大大高于 1（通常在 2 或以上）的熱電比。如榮威 Ei5

14、 采用的熱泵空調(diào)在室外-7 度、乘員艙內(nèi) 20 度環(huán)境下可比使用 PTC 空調(diào)增加續(xù)航約 15km，緩解用戶的 “里程焦慮”現(xiàn)象。5、全局熱管理：統(tǒng)籌控溫，精巧高效前述熱管理系統(tǒng)的管理對(duì)象為整車的特定子系統(tǒng)，對(duì)熱的管控也是分立的。如從整車全局出發(fā)，進(jìn)行綜合 熱管理與冷熱平衡，可能進(jìn)一步提高效率。大陸集團(tuán)發(fā)布于2018年9月的熱管理系統(tǒng)配套方案即將整車各種熱循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行整合，通過無極調(diào)節(jié)水泵、 多向閥等的合理搭配組建了綜合熱管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)熱的管控效率高，如可在冬季回收剎車、電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)等產(chǎn)生的廢熱以加熱動(dòng)力電池包等。大陸集團(tuán) 宣稱，搭載其熱管理技術(shù)之后，在相同的-10 度低溫下，電動(dòng)汽車的續(xù)航能

15、力能夠提高 25%左右。馬勒集團(tuán)的熱泵空調(diào)-綜合熱管理系統(tǒng)也有類似的效果。在冬季 0 度室外環(huán)境下，通過熱泵空調(diào)以及熱管理 系統(tǒng)對(duì)電機(jī)和電力電子元件散發(fā)的余熱的有效利用，測(cè)試車型相比于對(duì)比車型完成從斯圖加特到慕尼黑的 235km 行駛里程，電耗為 44%：57%，相當(dāng)于節(jié)電 20%以上。三、新能源汽車提供價(jià)值增量，熱管理待一飛沖天1、新能源汽車銷量增速總體迅猛，純電動(dòng)乘用車主體地位確立新能源汽車銷量高增速、占比提升是我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主旋律。新能源汽車產(chǎn)業(yè)是國(guó)家戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，兼 具能源安全、技術(shù)超車、消費(fèi)升級(jí)、環(huán)境保護(hù)等作用。2018 年，我國(guó)新能源汽車銷量逾 120 萬輛，約為 2015 年的

16、 4 倍，占全球份額的約 50%。新能源汽車內(nèi)部，乘用車的銷量增幅明顯。2018 年純電動(dòng)乘用車銷量增速近 70%，插混乘用車銷量增速近 140%。銷量結(jié)構(gòu)方面，純電動(dòng)、插電混動(dòng)乘用車占比逐漸提升，2018 年二者之和超過新能源汽車總銷量的 80%。2019 年 1-6 月，新能源乘用車銷量累計(jì)達(dá) 57.50 萬輛，同比增長(zhǎng) 65%。其中 1-3 月補(bǔ)貼政策延續(xù) 2018 年， 同比去年高增速；4-5 月補(bǔ)貼過渡期，銷量增速放緩；6 月?lián)屟b行情，銷量增速重新走高；7 月、8 月增速同比 有相當(dāng)降幅，但全年預(yù)計(jì)仍將有 130 萬輛新能源乘用車銷量。銷量結(jié)構(gòu)部分，純電動(dòng)占比提升至約 80%，是銷量

17、增速上行的主要驅(qū)動(dòng)力。另外，2019 年上半年，我國(guó)新能源乘用車銷量的全球占比超過 50%，處于歷史最高水平。2、補(bǔ)貼逐步退坡“雙積分”征求意見，新能源汽車長(zhǎng)期規(guī)模有保證截至目前，補(bǔ)貼政策是我國(guó)新能源汽車從無到有的關(guān)鍵政策保障。同時(shí)，補(bǔ)貼政策也處在退坡調(diào)整過程中， 對(duì)新能源汽車主體純電動(dòng)乘用車而言同步經(jīng)歷了工況續(xù)航調(diào)整、電池系統(tǒng)能量密度提升、百公里電耗加嚴(yán)過程。工況續(xù)航方面，從補(bǔ)貼政策開展初期的百公里即可獲得補(bǔ)貼，到 2019 年的 250km 才可獲得補(bǔ)貼；電池系 統(tǒng)能量密度方面，從約 100Wh/kg 即可滿足標(biāo)準(zhǔn)，到 2019 年的 160Wh/kg 頂格 1 倍調(diào)整系數(shù)。以歷史經(jīng)驗(yàn)來看

18、， 工況續(xù)航、電池系統(tǒng)能量密度等具備長(zhǎng)期關(guān)鍵性。補(bǔ)貼退坡后，我國(guó)新能源汽車長(zhǎng)期扶持的方法是“雙積分”政策，以新能源汽車取得新能源積分（NEV 積 分），需滿足最低標(biāo)準(zhǔn)，可彌補(bǔ)燃油負(fù)分（CAFC 積分），可攤薄油耗?，F(xiàn)行“雙積分”政策實(shí)行至 2020 年底， 2021-2023 年“雙積分”政策（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修正案）已開始 征求意見?！半p積分”修正案對(duì) CAFC 積分進(jìn)行了相當(dāng)幅度的調(diào)整。關(guān)鍵點(diǎn)涉及汽車定義變更，工況調(diào)整與油耗目標(biāo)、 達(dá)標(biāo)值更新，小規(guī)模、“快速進(jìn)步”核算優(yōu)惠等。汽車定義方面，“雙積分”修正案所稱的傳統(tǒng)能源乘用車，是指除新能源汽車以外的，能夠

19、燃用汽油、 柴油、氣體燃料或者醇醚燃料等的乘用車（含非插電式混合動(dòng)力乘用車）。傳統(tǒng)能源乘用車通過非插電、“燃用” 的化學(xué)能-內(nèi)能轉(zhuǎn)變唯一途徑核心特征得以精確界定。工況調(diào)整與油耗目標(biāo)、達(dá)標(biāo)值更新方面，將測(cè)試工況統(tǒng)一更新為 WLTP 工況，同時(shí)根據(jù)整車整備質(zhì)量調(diào)整 燃料消耗量目標(biāo)值和達(dá)標(biāo)值。調(diào)整后測(cè)試工況與實(shí)際路況燃油消耗量更加貼近，此外也和國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)全面接 軌。另外，新能源汽車在油耗積分方面的攤薄能力逐年降低，從 2020 年的 2 倍調(diào)整為 2021 年的 2 倍、1.8 倍、 1.6 倍。小規(guī)模、“快速進(jìn)步”獎(jiǎng)勵(lì)方面，對(duì)核算年度生產(chǎn)量、進(jìn)口量較低的企業(yè)，對(duì)年均油耗降低較多的企業(yè)，放 寬燃料

20、消耗量達(dá)標(biāo)值要求?！半p積分”修正案對(duì) NEV 積分也進(jìn)行了相當(dāng)幅度的調(diào)整。關(guān)鍵點(diǎn)涉及單車積分計(jì)算方式、企業(yè)積分比例要 求、新能源積分方面的“油電聯(lián)動(dòng)”、新能源汽車積分結(jié)轉(zhuǎn)等。單車積分計(jì)算方式方面，純電動(dòng)整車積分由在 CLTC 工況下的續(xù)航里程決定基準(zhǔn)值，上限相比 2019-2020 年計(jì)算方式降低約 1/3；整車電耗不達(dá)標(biāo)可獲 0.5 倍調(diào)整，達(dá)標(biāo)后隨電耗降低調(diào)整系數(shù)增加，上限 1.5 倍。插混 乘用車積分基準(zhǔn)值上限相比 2019-2020 年計(jì)算方式降低約 1/5，但油耗、電耗一項(xiàng)不達(dá)標(biāo)調(diào)整系數(shù)即修改為 0.5 倍?？傮w而言，純電動(dòng)、插電混動(dòng)乘用車的積分授予更加嚴(yán)格；得分易，滿分難。另外，燃

21、料電池乘用車的積 分上限有 20%提升。企業(yè)積分比例方面，在 2020 年的 12%基礎(chǔ)上，2021-2023 年積分比例分別調(diào)整為 14%、16%、18%，結(jié)合 單車積分的降低，對(duì)新能源乘用車的保有量有了更強(qiáng)的扶持作用?！坝碗娐?lián)動(dòng)”方面，對(duì)綜合工況燃料消耗量低于政策要求的燃油乘用車在核算積分時(shí)按數(shù)量 0.5 倍計(jì)算（最 新征求意見版本）。亦即低油耗乘用車背負(fù)的新能源“配額”大幅降低。新能源積分結(jié)轉(zhuǎn)方面，2020 年后新能源積分跨年度結(jié)轉(zhuǎn)比例為 50%?！半p積分”修正案體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)傳統(tǒng)燃油乘用車和各類新能源汽車的共同指引：節(jié)能。燃油乘用車油耗低， 則 CAFC 負(fù)積分低甚至為零，并有減少新能源

22、汽車生產(chǎn)比例的優(yōu)勢(shì)；純電動(dòng)乘用車電耗低，則積分調(diào)整系數(shù)增加， 單車積分總額增加；插電混動(dòng)乘用車油耗、電耗雙低，則積分可獲取值也較高?！半p積分”修正案如和最終版本一致，則起到促進(jìn)企業(yè)產(chǎn)品技術(shù)升級(jí)的作用，燃油、新能源車型技術(shù)進(jìn)步 是大勢(shì)所趨?；诠?jié)能降耗的基本考慮，燃油車型優(yōu)化各類機(jī)內(nèi)技術(shù)，采用阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)，降低風(fēng)阻滾阻， 以各類混合動(dòng)力技術(shù)優(yōu)化工況油耗等的重要性增加；純電動(dòng)車型優(yōu)化三電系統(tǒng)效率，降低風(fēng)阻滾阻，優(yōu)化傳動(dòng) 系效率的重要性增加；插混乘用車則需兼顧兩者，動(dòng)力構(gòu)型的選擇和技術(shù)優(yōu)化重要性均有所提升?！半p積分”修正案如和最終版本一致，則保證了新能源汽車的基本數(shù)量增幅。我們估計(jì)，在“雙積分”修

23、 正案的要求下 2023 年我國(guó)新能源乘用車產(chǎn)量約 300 萬輛。綜上，政策引導(dǎo)對(duì)純電動(dòng)乘用車的工況續(xù)航提升、電耗下降具促進(jìn)作用；對(duì)插混乘用車的電耗、油耗雙降 均具促進(jìn)作用。3、純電動(dòng)乘用車長(zhǎng)續(xù)航、高能量密度化進(jìn)行時(shí)2019 年以來，我國(guó)純電動(dòng)乘用車車型結(jié)構(gòu)調(diào)整，A 級(jí)車占比大幅提升至 50%以上，相比于 2017、2018 年 向好趨勢(shì)明顯。具體到車型銷量排名，2019 年上半年銷量排名前十的新能源乘用車中，比亞迪元 EV、北汽 EU、比亞迪 e5、 吉利帝豪 EV、上汽榮威 Ei5 等 A0/A 級(jí)車型的工況續(xù)航均達(dá) 400km；奇瑞 eQ、長(zhǎng)城歐拉 R1、江淮 IEV6E 等車 型雖然定

24、位偏低屬 A00 級(jí)，但工況續(xù)航也超過了 300km。（相對(duì)）長(zhǎng)續(xù)航幾乎成為了爆款純電動(dòng)乘用車的必要 條件。從新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄來看，工況續(xù)航、電池系統(tǒng)能量密度兩項(xiàng)指標(biāo)也呈遞增趨勢(shì)；2019 年，工況續(xù)航在 500km 以上車型，電池系統(tǒng)能量密度在 170Wh/kg 以上三元鋰車型、在 140Wh/kg 以上鐵鋰車 型逐步增加。說明車型儲(chǔ)備方面長(zhǎng)續(xù)航、高能量密度趨勢(shì)持續(xù)。4、熱管理重要性提升，真增量市場(chǎng)待逐步開啟整車工況續(xù)航的提升，主要途徑包括開源、節(jié)流。開源指增加帶電量，節(jié)流指降低百公里電耗，二者并行 不悖。以純電動(dòng)乘用車補(bǔ)貼基數(shù)、調(diào)整系數(shù)對(duì)應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)論，工況續(xù)航、電池系統(tǒng)能量

25、密度和百公里電耗（和 整備質(zhì)量對(duì)應(yīng)）均重要，“開源”直接間接占 2 項(xiàng)，是主要手段。以“開源”方式提升整車工況續(xù)航，具體手段有提高電池單體（及系統(tǒng)）能量密度、增大電池單體/電池包 的質(zhì)量/體積等。電池能量密度的提升主要依賴于此前的三元替代鐵鋰和進(jìn)行中的三元高鎳化。隨著電池能量密度的提升， 正極化學(xué)活性同步增強(qiáng)，熱穩(wěn)定性逐步劣化。以正極熱穩(wěn)定性為例，高鎳三元材料 NCM811 的熱穩(wěn)定溫度上限 相比于 NCM523 下降約 60 度至 240 度。電極體材料層面熱穩(wěn)定性的劣化屬于材料本征范疇，難以通過傳統(tǒng)材 料改性等方式取得根本性改善。電池單體、電池包層面的體積、質(zhì)量增大帶來帶電量的提升，但是也

26、意味著內(nèi)部傳熱路徑顯著增長(zhǎng)。在導(dǎo) 熱系數(shù)一定、產(chǎn)熱速率一定的條件下，電池溫度均值和不均勻性均顯著增加。另外，實(shí)際上更多的電池材料也 意味著電池單體、電池包層面的微觀不均勻性增加。另外，電池快充性能的提升會(huì)大幅改善用戶體驗(yàn)，但在給定電壓條件下的高倍率充放電也會(huì)造成電池溫度 均值和不均勻性的增加。2019 年以來，多起新能源汽車起火事故讓新能源汽車安全性問題受到更多的公眾關(guān)注。如上海一輛特斯拉 Model S 地下車庫(kù)內(nèi)自燃，西安一輛蔚來 ES8 維修時(shí)突然起火等。新能源汽車安全性也受到了國(guó)家層面的極度重視。工信部新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035 年）編 制工作重點(diǎn)為堅(jiān)持發(fā)展新能源汽車方

27、向不動(dòng)搖，高度重視安全問題，強(qiáng)化創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)，安全 問題位居大方向之后的次關(guān)鍵位置，甚至超越了創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和人才隊(duì)伍建設(shè)。關(guān)于開展新能源汽車安全隱患排查 工作的通知?jiǎng)t從車車輛安全排查、企業(yè)監(jiān)控平臺(tái)構(gòu)建、燃燒事故上報(bào)和信息歸檔等各方面出發(fā)，結(jié)合取消產(chǎn) 品公告、將問題產(chǎn)品剔除出推廣目錄等強(qiáng)硬政策手段，繪制出了新能源汽車安全性的制度藍(lán)圖。新能源汽車成本方面，雖然 BOM 成本難于和油車相抗衡，但是使用壽命的逐步延長(zhǎng)可使新能源汽車依靠 更低的用能成本在部分場(chǎng)景（油價(jià)取 95 號(hào)汽油價(jià)格 7 元/L，電價(jià)取接近一般工商業(yè)電價(jià)的 1.2 元/kWh，年行駛 10000 公里，生命周期 12 年）實(shí)現(xiàn)對(duì)燃油車型的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。綜上所述，長(zhǎng)續(xù)航里程、高電池系統(tǒng)能量密度、快充等新能源汽車產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)的代價(jià)就是電池材料、單 體和電池包對(duì)溫控要求（溫度均值-溫度范圍要求）的提高。除底層材料層面進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)外，以熱管理系統(tǒng) 進(jìn)行宏觀層面的有效溫控，保證具備長(zhǎng)續(xù)航里程的新能源汽車的安全性和使用壽命可接受是新