自《<蒙特利尔议定书>基加利修正案》签订并实施以来，削减当量碳排放、有效延缓全球变暖成为各个行业的热门话题，而新能源车的快速发展也标志着交通领域的能源结构变革。不过，新能源车目前仍存在安全隐患、里程焦虑、热管理工质温室效应等瓶颈问题，这也从“节能”与“环保”两个方面对车辆热管理行业提出了更高级、更精准的要求。
这篇评述文章中，作者从节能角度总结了热管理系统从常规单冷空调技术到热泵空调技术的系统架构转变与实现形式升级，达到了在冬季制热条件下节省大量正温度系数热敏加热器（PTC）能耗的目的。同时展示了一体化热管理新概念与各种智能优化控制算法的结合，使得乘员舱、电池、电机、电控部分的综合热管理持续向着性能更优、能耗更小的方向演化。
间接式热泵空调系统
车室空调+电池冷却、电机余热回收式热管理系统
自蒸汽压缩式制冷系统问世以来，常用制冷剂类型已经经历了多次更迭。以乙醚、乙醇为代表的第一代制冷剂仅达到了能够提供制冷功能的需求，很快被R12等第二代制冷剂（氟利昂）替代。不过，由于臭氧层破坏问题，《蒙特利尔议定书》限制了第二代含氯制冷剂的使用并标志着第三代不含氯制冷剂（HFC）的出现。近年间，虽然交通领域新能源化的进程如火如荼，但目前新能源车辆中所采用的制冷剂种类仍然沿袭传统燃油车的技术路线，即还停留在HFC阶段（如R134a与R407C）。
为了加速车辆行业中第三代HFCs制冷剂向第四代制冷剂（天然或HFO类低GWP制冷剂）的绿色替代进程，近年相关研究层出不穷。从环保角度出发，作者介绍了几种较为热门的环保型制冷剂替代方案，如CO2，R1234yf，R290等：
CO2作为一种天然工质，ODP为0，GWP为1，环保无污染。凭借着优异的环保效应、宽工况适应性及与车辆系统的兼容性，近年间CO2制冷剂被广泛推向新能源汽车、客车、轨道交通等领域。但受限于CO2制冷剂独特的物性，车辆CO2热泵空调需要对系统进行重新设计，这也是限制其快速发展的主要掣肘。
R1234yf是美国杜邦公司和霍尼韦尔公司为R134a量身打造的替代方案，其ODP=0，GWP=4，环保性良好。但R1234yf在长期使用过程中也逐渐暴露出一些安全性问题。另外，受限于美国公司的专利保护，R1234yf高昂的价格也是目前限制其在国内广泛普及的主要问题。
R290（丙烷）同样属于天然工质，其ODP=0，GWP=3.3，热物理性能参数与R134a相近，但标准沸点更低，因此可以适用于更低的环境温度条件。但其安全等级仅为A3，属于可燃制冷剂，使用过程中始终存在安全隐患，一般需要构建二次循环。
综合考虑“节能”与“环保”，从更为长远的发展看，自然工质将逐渐成为新能源汽车热管理系统的主流。
新能源汽车热管理系统的长远发展，除了要提高整体能效，增加电动汽车的续航里程，还应兼备高度集成化、热害控制、远程控制、座舱环境个性化、宽温区高效化、关键零部件开发、环保工质替代等关键技术。作者指出，在当前新能源汽车发展以及碳中和目标的背景下，新能源汽车热管理行业也应向着绿色高效化、功能一体化、结构模块化、控制智能化的“新四化”方向发展，为我国碳达峰、碳中和目标作出重要贡献：
绿色高效化
绿色高效化体现在两个方面：强温室效应工质的减排和热泵技术的发展。下一代新能源汽车热管理制冷剂技术路线基本受两大因素影响和制约，一方面是国家相关标准和法规应对环境污染、气候变暖问题的具体政策实施；另一方面，还受新能源汽车本身固有的需求特性的演变和不同区域下的功能多样性影响。低温续航衰减也是新能源汽车发展面临的瓶颈问题之一。
功能一体化
应对高密度电池和电机/电控的精细化热管理、综合能效提升、乘员舱舒适性提升等关键问题，实现整车能量管控，功能一体化成为新能源汽车热管理系统发展的方向标。下一代新能源汽车热管理系统的功能一体化需兼顾整车安全性目标、动力性目标、续航能力目标、舒适性目标以及耐久性目标。
结构模块化
在新能源汽车的快速发展和热管理批量产业化的驱动下，系统结构模块化成为未来热管理系统发展的迫切需求。热管理系统的结构模块化主要体现在零部件的集成和功能性模块两种方式上。
控制智能化
新能源汽车热管理的精细化和功能的复杂化，在系统布局、结构设计的基础上，行之有效的控制策略是保障整个系统安全、稳定运行的前提。如何实现热管理的快、稳、准，在复杂需求驱动和智能化牵引下，控制智能化成为未来精细化热管理的灵魂。
（王从飞, 曹锋, 李明佳, 殷翔, 宋昱龙, 何雅玲. 碳中和背景下新能源汽车热管理系统研究现状及发展趋势. 科学通报, 以上文章来源于科学通报 ，作者《科学通报》）
