新能源汽车热泵空调产业链前瞻
二氧化碳热泵低温性能优势显著，有望替代普通热泵，热泵空调取代 PTC，已成为新能源汽车标配
新能源汽车热管理系统包括乘员舱空调、动力电池热管理和电机电控等热管理。与燃 油车相比，新增的热管理部件包括电池、电机、电控和其他高压系统部件。
而对于空调系统而言，制冷系统保持不变，制热系统由于没有发动机产生余热，因此出现了 PTC 加热 和热泵两种形式，热泵应用更加广泛，且可以与三电热管理更好地集成。
热泵比 PTC 能耗更低，提升电动车续航里程。PTC 加热采用 PTC 加热丝将电力转化为热量再由鼓风机将热风送进乘员舱，其在低温环境下制热效果较好，但电能消耗高，大幅削弱续航里程。
热泵加热通过冷媒在车外通过换热器吸热，并将热量带入车内的方式 给车内供暖，相比于 PTC 加热方式，电能消耗低，可大幅提升电动车续航里程，但其在低温环境下制热效果较差
二氧化碳热泵低温性能更优，或将成为新趋势
二氧化碳热泵与普通热泵的主要区别在于热泵系统所使用的冷媒。目前热泵空调使用 的冷媒主要包括 R-134a、R-1234yf 以及 R744（二氧化碳）。
其中 R134a 会加剧温室效应 （GWP=1430），R-1234yf 环境更友好，但制冷效果弱于 R-134a。
而 R744 属于自然产生 的一种气体，无毒无害，单位制冷量是 R1234yf 型制冷剂的 9 倍左右（为 22600KJ/m³ ），可大幅提高热泵的换热效率。
二氧化碳热泵低温制热效果更佳，可提高车辆冬季行驶里程。二氧化碳热泵空调在低 温下比 R1234yf 型热泵能源利用率更高，以更少的耗电量达到相同的制热效果，进而增加 新能源车的行驶里程。
一汽大众 ID4 CROZZ 搭载二氧化碳热泵空调，续航历程最高提升 30%。相比普通的热泵空调系统在-15 摄氏度会存在较大的使用问题，二氧化碳热泵空调 可以在-30 摄氏度持续工作。
单车价值量：二氧化碳热泵单车价值量近 1 万元
二氧化碳热泵将单车价值量提升近万元。据我们测算（假设只有空调系统使用二氧化 碳冷媒，电池、电机和电控等热管理还是使用普通液冷或者风冷）。
传统 PTC 的单车价值 量约为 5400 元，R134a 热泵的单车价值量约为 6860 元，二氧化碳热泵（R744 热泵）的 单车价值量约为 9600 元。
其中空调系统的价值量约为 7350 元，比 R134a 热泵空调增加 约 2700 元，主要为电动压缩机、空调管路、传感器和其他阀类产品单价提升所致。
海外家用领域已有应用，车载领域有望崛起
二氧化碳热泵历史悠久，已经从理论逐步走向实践。热泵理论的提出在 19 世纪初，经过一百多年的发展和技术的提升，使用的范围已经从商业走进普通住宅。
后来经过能源 危机的事件催化，二氧化碳热泵开始有所推广。在进入到新能源汽车时代，部分车型已逐步配备二氧化碳热泵空调。
大众汽车已率先搭载二氧化碳热泵。大众汽车在 ID 系列车型上搭载了二氧化碳热泵 空调，其结构设计延用了普通热泵的结构。
但是由于二氧化碳热泵运行压力较大，需要使用耐高压零部件，例如使用耐高压管路、耐高压电子膨胀阀、耐高压的空气压缩机等。
以 大众的 ID.4 二氧化碳热泵空调为例，其架构主要采用直冷/直热架构，制冷蒸发器与热泵 冷凝器直接进入乘员舱，并采用电磁阀和双向电子膨胀阀的组合方式对制冷剂回路进行控制。
未来更多主机厂有望搭载二氧化碳热泵。除了大众 MEB 车型之外，奥迪在 2018 款 奥迪 A8 上搭载了二氧化碳热泵，并在纯电动车型 e-tron 上也使用了二氧化碳热泵。
此外，2015年梅赛德斯奔驰表示未来将在 S 级和 E级率先配备 CO2 空调系统的量产乘用车。凭借在低温下优势，CO2热泵对电动车冬季续航里程有显著提升，我们认为未来更多的主机 厂将使用该项技术。
市场空间：2025年全球市场空间约 360 亿元
2025年全球新能源汽车二氧化碳热泵市场空间预计为 362 亿元。假设 2021-2025 年 全球新能源汽车中二氧化碳热泵的渗透率分别为 1%、3%、7%、13%、20%；
预计 2025 年全球新能源汽车二氧化碳热泵配套量有望达到 459 万套，CAGR 为 186%；假设二氧化 碳热泵的单车价值量分别为 9600 元，且每年降低 5%；计算可得 2025 年全球新能源汽车 二氧化碳热泵的市场空间为 359 亿元，CAGR 为 172%。
二氧化碳热泵对零部件的性能要求提升。二氧化碳冷媒从技术难度和价值量两方面影响新能源汽车各部件
二氧化碳工作压力范围及温度滑移较大，易与管路材料等发生反应，加大技术难度。二氧化碳热泵系统高压出口的极限压力为 18MPa，温度为 180℃；
而传统制冷剂 R134a 制冷系统的高压出口压力仅为 1MPa，温度为 80℃。因此二氧化碳热泵需要整个系统有较 强的抗高压和高温性能，对压缩机、管路和阀类等产生了较高的要求。
同时需要压力传感 器监测系统压力。此外，二氧化碳易与管路中的润滑油、橡胶等发生反应，其与水等介质 混合后也易腐蚀管路，这进一步提升了对管路的可靠性、耐腐蚀性要求。
压缩机：压力增加，价值量提升
二氧化碳压缩机具有工作压力大、压差大、压比小、体积小、重量轻、运动部件间隙 难控制和润滑困难等特点。压缩机包括活塞式、滑片式、涡旋式、螺杆式和滚动转子式等 技术路线
目前翰昂、美的威灵等在二氧化碳压缩机领域较为领先。我们预计目前压缩机 价格有望达到 2500 元，比普通热泵压缩机高 1200 元左右。
空调管路：二氧化碳冷媒对系统密封性能要求高
为解决目前二氧化碳热泵空调管路系统产品缺陷导致的二氧化碳泄漏问题，需改变管 路的结构，如增加一层金属结构，以达到加固的作用
在价值量方面，我们预计二氧化碳 空调管路单车价值量约为 2000 元，远高于普通热泵空调管路的 700 元。康迪泰克在欧洲已实现批量生产二氧化碳热泵空调管路系统。
该公司开发的二氧化碳 热泵空调管路系统，采用低渗透复合胶管和 ContiLock-R 连接技术其中，低渗透复合胶 管具备耐高压、耐高温性能，可承受 170 Bar 高压和 180°C 高温；
ContiLock-R 连接接 头已获得国际专利，能有效将车辆在使用过程中制冷剂的渗漏量减小到低于 0.1 克/年。目 前，公司相关产品已得到相关主机厂的认可，在欧洲已经实现了批量化生产。