小米的冬季续航之王没那么好当

12月28日，雷军在小米汽车的技术发布会上说：“作为一辆纯正的北方车，小米定了一个小目标，立志做电动车冬季续航之王。通过强大的电池热管理技术，小米汽车可在低温环境下，实现续航保持率同级最高，空调升温速度同级更快，充电速度同级更快。”

没错，自从懂车帝冬测事件发酵后，车企宣发开始特意强调冬天续航的问题，终于，一个长期不为大众所了解的细分赛道——热管理，开始被越来越多的人关注。

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热管理，一个长期被公众忽视的核心赛道

今天我们提及新能源汽车技术，绕不开三电——电池、电机和电控。实际上，热管理系统也是新能源汽车相较燃油车变化最大的部分之一，同时也是体现新能源汽车性能的核心指标之一。

热管理，就是实现制冷和加热功能。传统汽车和新能源汽车都需要耗费能源来制冷，这个出发点是一样的，但是燃油车的发动机余热可以利用起来制热，因此实现起来非常容易，而新能源制热则只能再次耗费能源，这一点底层原理的细小差异导致整个热管理系统被迫重构。

具体而言，一个好的热管理系统，能够在降低能耗的同时，提升电池的安全性和乘客的舒适度。简单来说，在冬天，新能源汽车需要直接耗电、而不是像传统燃油车用发动机余热去加热座舱，另一方面锂电池在低温环境效率就会大打折扣。所以低温就是新能源车的天敌，而要解决这个问题，电池技术再怎么进步都没有用，必须得依靠车企的热管理技术。

所以，从技术原理来看，新能源汽车的热管理系统比燃油车的还要复杂。从以下两个结构图中，我们就能清晰地感受了。

简单来说，新能源汽车的热管理有以下三个回路：

空调回路。

此回路主要实现座舱的制冷和制热，难点是制热部分，由于新能源汽车必须主动加热，早期的技术方案是比较廉价的PTC方案，技术原理和家里用的取暖设备“小太阳”差不多，简单说就是成本低，寿命长，但是耗电高，从而明显减低了新能源汽车的续航里程。

更有前景、快速发展的是热泵技术。相对PTC，热泵的能效比明显更高，行业内最早采用这种技术的是特斯拉的Model Y。根据业内的测试结果，热泵相对于PTC，可以电能消耗缩减一半。

电池回路。

此回路是为了提升电池的舒适度，锂电池比较理想的工作温度范围是20-30度左右。为此，热管理系统中需要专门搭建一个电池回路来伺候祝这个核心零部件。从技术上看，冷媒通过耦合器流入，通过热交换最终实现热传导。

电机电控回路。

电机电控为了防止器件温度过高，也有热管理的需求。目前一般和电池回路并联，通过液冷的方式散热。从技术上讲，电机电控回路也是寄生于空调回路的。

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新能源热管理，特斯拉依旧遥遥领先？

为什么说热管理极其重要？因为它是新能源汽车三电系统重要的外设。

虽然长久以来，公众话题性不强，但是，这个细分赛道的规模却不小。拆解整车来看，相对于燃油车，一台新能源汽车的热管理系统的整体成本是6000元，高达燃油车的三倍。

如果我们做一个简单的测算，如果到2025年全球新能源车的渗透率达到20%左右，也就是一年销售2000万辆，一台车对应热管理系统的单价是6000元，市场空间就有1200亿人民币。而且到2025年时，这个行业还在快速增长。

但令人唏嘘的是，这其实是国内产业链的短板。这个环节目前基本仍被海外公司垄断。国内比较知名的热管理汽车公司有三花智控、银轮股份，但在整个热管理市场的份额仍只有低个位数。当前，日本的电装、韩国的翰昂、德国的马勒和法国的法雷奥，被称为热管理的四大巨头，在全球市场的合计份额超过70%。以日本电装为例，每年的汽车热管理业务收入是超过百亿美元的，妥妥的隐形冠军。

值得进一步说明的是，一般一个行业集中度高，就反映这个行业壁垒很高，热管理系统作为自由竞争市场，最终形成垄断，只能说明这个看起来不起眼的行业，技术门槛并不低。

但前文提到了，新能源汽车的热管理系统与燃油车相比有本质区别，为此，我们以特斯拉为例，尝试总结出新能源汽车热管理系统的技术演化方向。之所以选择特斯拉，是因为它作为行业先驱，没有作业可抄，所以只能自己创新。

我们通过特斯拉三代热管理系统的发展阐述其热管理的发展过程，体现为：第一由单一零部件向组件集成，第二是各自回路不再是独立的循环，系统耦合度提高。

资料来源：美国专利商标局（USPTO）-特斯拉专利文件，国信证券经济研究所整理

第一代：应用于 ModelS/X 车型，单冷空调+PTC 加热座舱和电池回路，其中制冷剂负责座舱制冷，PTC 负责驾驶舱制热，冷却液负责电池、电机、电控的制热与制冷，电机回路与电池回路通过多通阀切换串并联，各个热管理回路相互独立。

第二代：应用于 Model3 车型，单冷空调+PTC 加热座舱。首先通过冷却液集成模块 Superbottle 来控制冷却液回路，使得系统更加紧凑。

其次，电池回路取消水暖 PTC 加热，而通过电机堵转模式加热，电机堵转指通过为电机定子供电而不引起转子的旋转，定子线圈发热，将电机热量与电池回路进行热交换，以达到加热回路的目的。

第三代：热泵模式取代 PTC，应用于 ModelY 车型，差异是：首先冷媒侧引入热泵系统，水路侧开发了八通阀进行调度，空调系统与三电耦合，形成冷媒冷却液总成，集成度进一步提高。

其次，加热模式，特斯拉出于成本考虑舍弃了高压加热器（单价较贵，预计约 152 美元），但仍保留了一个低压 PTC（用于极低温条件），整体热管理加热组合包括：纯热泵系统、电机堵转加热、低压 PTC 加热等。

特斯拉热泵系统总成集成了三大块：

1、冷媒侧总成，集成了传感器、电子膨胀阀、电池冷却器和液冷冷凝器等部件。

2、水路侧总成，集成了传感器、膨胀水壶、电子水泵、水阀等。

3、水路调度系统八通阀，八通阀实际是两个四通阀叠加而成，因此拥有 8 个矩形端口，通过一个四位置步进电机控制，根据八通阀的连接实现对电池系统和电机系统水路串并联的设置。

集成化的优势在于，产品更加紧凑，可以简化整车空间布局，减少管路布局、降低成本、降低体积与重量等。同时，通过集成化可以提升制造效率，如前端模块共用性高，可提高零部件利用率与整车生产效率。

在特斯拉集成模块后，包括比亚迪、华为、宁德时代等公司均推出了自身的热管理集成解决方案。华为通过部件集成管路降低 40%，控制集成可靠性提升 50%。

比如华为TMS将传统热管理系统中 12 个部件集成为一体，采用基板替代原有的互通管路，实现热管理系统管路数量降低 40%、部件数量降低 10%，易于安装和维护。

比如，比亚迪在热管理系统方面专门开发了电池复合直冷技术，一方面通过电池上下两层都铺上直冷板的设计来增加电池的制冷面积，另一方面则通过上下两侧独立的冷媒控制系统来根据冷板的温度不同独立自适应控制冷板温度。通过这样的设计，可以将电池冷却面积提升一倍，换热能力提升85%以上。

比如，宁德时代的热管理方案是首创大面积水冷。麒麟电池将水冷板插入电芯间替代横纵梁，兼具支撑、冷却、隔热、缓冲功能。冷却流道的外壁与电池排之间设置中间导热结构，如导热胶、导热铜片等，以实现间接换热。 实现5min快速热启动，10min快充至80%，平均时间缩短至一半。 

可见，尽管目前热管理赛道依旧是外资独占鳌头，但值得欣慰的是，随着中国新能源市场的不断扩大，应用场景不断丰富，一定会带动一大批该细分赛道的公司获得长足发展。

国内热管理公司收入占比。

总结而言，中国产业链在热管理赛道的持续进步，不仅将结束外资长期垄断的格局，还将保证中国的新能源汽车（特别是中低价位的电动车）在极寒条件下，不会再快速掉电，进而实现中国南北方的电车平权。