2025年6月18日，在第三屆新能源汽車熱管理論壇上，霍尼韋爾市場經理盧彬詳細介紹了HFO-1234yf制冷劑在汽車熱系統中的應用及優勢。該制冷劑自2011年起應用于汽車空調領域，現已廣泛應用于全球，尤其在電動汽車領域展現出巨大潛力。其高性能、高成熟度及安全性使其成為R134a的環保替代品，有助于全球碳減排。

針對新能源汽車熱管理需求，霍尼韋爾推出了Solstice®454C混合制冷劑，通過混入R32顯著降低了R1234yf混合物的沸點，提升了低溫制熱性能。實驗和實車測試表明，R454C在制冷和制熱性能上均優于傳統制冷劑，有助于提升的續航里程和能效，同時降低系統成本和碳足跡。

盧彬｜霍尼韋爾市場經理

以下為演講內容整理：

霍尼韋爾高性能材料部介紹

霍尼韋爾的業務主要聚焦于三大領域，一是自動化業務，涵蓋樓宇自動化與工業自動化；二是航空業務，在飛機輔助發動機、剎車系統、航電設備及黑匣子等領域，霍尼韋爾均占據主導地位；三是能源轉型相關業務，其中制冷和制熱技術均與能源密切相關。

鑒于公司戰略發展調整，未來霍尼韋爾將拆分為三家獨立公司，分別為霍尼韋爾自動化、霍尼韋爾航空，以及將獨立運營的化學品業務板塊。該業務預計于今年下半年至明年年初完成獨立，獨立后的公司英文名稱為SOLSTICE ADVANCED MATERIALS。未來，該公司將專注于特殊化學品與材料業務，致力于憑借卓越的技術與更具競爭力的解決方案，為行業提供優質選擇。

SOLSTICE ADVANCED MATERIALS在全球設有兩個重要的研發中心，分別位于美國與中國，這也是全球范圍內僅有的兩個最為關鍵的研發中心。其中，中國研發中心坐落于張家港。張家港研發中心配備了完善的實驗設備，除基礎材料分析設備外，還針對制冷劑業務投入了大量專業人員，并配備了用于儲能、電子冷卻、空調熱泵等領域基礎研究的實驗設備。

HFO-1234yf在汽車熱系統的應用

大約20年前，我們便已啟動R1234yf的相關研究工作。2011年左右，R1234yf開始應用于汽車空調領域；至2013年，其應用范圍進一步擴大。2017年，公司在美國建立了相關工廠。

R1234yf不僅適用于燃油車，在熱泵及電動汽車領域同樣具有廣泛的應用前景。自2017年起，R1234yf逐漸在電動汽車領域得到應用。從2011年至今，歷經約14年時間，截至去年年底，全球采用R1234yf充裝的車輛數量已達2.2億臺。可見，R1234yf在全球碳減排方面發揮了重要作用。

圖源：演講嘉賓素材

R1234yf之所以能夠獲得如此廣泛的應用，主要歸因于其高性能、高成熟度、可適配原有系統架構及零部件、系統總成本較低，以及適用于補氣增焓等新技術。

在開發或選擇制冷劑時，安全性是至關重要的考量因素，而可燃性是安全性評估中的重要一環。評估制冷劑可燃性可從多個維度展開。首先，需考察其易燃性，這主要取決于兩個因素，最低點火濃度和最小點火能量。對比R1234yf與R290，二者在可燃性指標上存在數量級差異，尤其在最小點火能量方面，差異達四個數量級。R290的最小點火能量為0.25毫焦，這意味著僅需靜電即可將其點燃。

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除點燃難易程度外，對制冷劑危害性的評估還可從燃燒速率和燃燒熱兩個維度展開。燃燒速率即火焰傳播速度，R290的燃燒速率約為R1234yf的三十倍。燃燒熱同樣至關重要，相同體積的物質，燃燒熱值越大，對安全性的威脅就越大。R290的燃燒熱是R1234yf的五倍。從可燃性角度而言，R1234yf相較于R290更為安全、可控。

目前，R1234yf在全球范圍內得到廣泛應用，尤其在北美、日本、韓國、歐洲等國家和地區，其應用歷史已近十年。

我們根據CLTC和WLTC標準進行了評估，在冬季通常以-7℃作為評價溫度來考量車輛的續航表現。基于-7℃這一溫度線，我們分析了中國的氣候條件。中國最冷的月份一般為一月，一月平均氣溫高于-7℃且最低氣溫高于-13℃的中國地區約占國土面的50%以上，其中人口占比大于80%，機動車銷售量占比大于90%，電動汽車銷售量占比更是大于97%。基于這樣的溫度氣候條件，我國在絕大多數工況下，R1234yf能夠滿足需求。它不僅適用于燃油車，還可應用于混合動力、增程式以及純電動汽車。

新型混合制冷劑在汽車熱泵系統的性能表現

隨著汽車產業的快速發展，對溫度控制以及制熱性能的要求日益提高。尤其在冬季，制熱性能對純電車輛的行駛里程有著顯著影響。

下圖展示了過去幾十年間不同應用領域對制冷劑的選擇情況。乘用車領域相較于商用制冷設備及家用空調領域具有獨特性。在第一代制冷劑CFCs 類的R12應用階段，各領域均采用同一種制冷劑。然而，對于汽車而言，其直接跳過了第二代制冷劑R22，從R12直接替換到R134a，這一轉變大致發生在1990年末至2000年左右。這主要是由于乘用車行業的特殊性，其承擔了更多的環保責任，且基于燃油車的工況需求，更傾向于選擇低壓力的制冷劑。而商用車或家用空調領域，基于其工況和性能需求，R12的替換經歷了用R22過渡的過程，在HFCs制冷劑階段，更多地選擇了中高壓的混配制冷劑，例如R407C、R410A等。

圖源：演講嘉賓素材

在未來的發展進程中，若要提升制熱量、制冷量以及COP，商用車和家用空調領域所采用的中高壓混合制冷劑技術，在電動乘用車汽車同樣具備應用潛力。我們判斷，未來乘用車、商用車及家用空調領域有可能回歸到類似的解決方案，即混合制冷劑或將成為共同的選擇。

針對電動汽車用混合制冷劑，霍尼韋爾推出了Solstice® 454C。該制冷劑的主要成分中，R1234yf占比78.5%，R32占比21.5%。其中，R32屬于HFC，其沸點約為零下五十多攝氏度。R32與R1234yf共混后，可顯著降低R1234yf混合物的沸點。R1234yf的沸點為-29℃，在混入R32成為Solstice®454C后，沸點可降至-46℃。沸點的降低使得Solstic®454C具備更優的低溫制熱性能。

R454C最初并非應用于汽車制冷空調領域，而是用于熱泵以及商超冷凍機組等場景。在歐洲市場，該制冷劑在這兩類應用中表現良好。基于電動汽車在低溫續航、超級快充等方面對熱管理系統的性能提出了更高要求，幾年前我們決定嘗試將R454C應用于電動汽車領域。

我們針對R454C開展了相關的臺架測試及整車測試研究。在與現有R134a的臺架對比測試中，R454C展現出了卓越的制冷能力。在常用工況下，例如25℃至40℃的制冷工況中，R454C的COP有顯著提升，最大提升幅度可達20%。特別是在35℃、風速3 - 4m/s的條件下，相較于R134a，其COP平均提升約16%，壓縮機功耗降低約240W。在相同制冷量的情況下，R454C對應的壓縮機轉速較R134a降低了40%，壓比降低了20%，這是COP提升的核心原因。

除制冷性能對比外，我們還對制熱性能進行了測試。在常用工況，即5℃至-10℃的條件下，R454C的能效相比R134a得到顯著提升，其COP最大提升幅度可達50%。

在-5℃至-10℃的工況下，相較于R134a，R454C的COP提升約30%，功耗降低約1kW。在相同制熱能力的情況下，R454C對應的壓縮機轉速較R134a降低35%，其壓比較R134a降低約50%。。。

除常規性能評估外，我們還開展了更低溫工況的測試。-10℃至-20℃的低溫工況下，R454C較R134a制熱能力提升明顯，測試中的最大制熱量可達約7kW，-20°C進口水溫下制熱量可達近6kw。相比之下，R134a的性能欠佳。基于當前測試結果，通過結合部分內循環、強化余熱回收、提升壓縮機能力等方式，R454C有望滿足-20°C環境溫度下空調出風溫度達標，實現寬溫域熱泵運行。

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此外，我們還進行了整車測試。在比亞迪某款車型中，我們直接將R454C制冷劑替換到原有R134a系統中，僅對系統控制軟件進行了部分適應性更新。在相同測試條件下，從30°C降溫至25°C，R454C僅需120秒，相較于R134a和R1234yf所需的255秒，時間縮短了50%以上，可見其降溫速度極快。在升溫方面，同樣升溫至20°C，R454C僅需380秒，約為R1234yf所需1320秒的30%，展現出優異的升溫速率。

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我們在自己霍尼韋爾內部的實驗室也開展了一系列實驗。實驗結果表明，在-20℃的環境溫度下，無論在臺架還是在實車，無論在水源熱泵還是空氣源熱泵，R454C的制熱量仍可維持在5000W至6000W的水平，出風溫度維持在40℃以上，同時維持較高的COP。

總體而言，R454C可顯著提升低溫環境下熱泵的制熱性能，有助于取消PTC加熱器，從而降低相關成本。

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我們還開展了最大制冷能力的評估工作。通過對比不同轉速下的制冷效果，發現R454C相較于R134a或R1234yf，制冷量有顯著提升。在相同轉速條件下，其空氣側制冷量較R1234yf提升幅度約為22%至30%，空氣側最大制冷量提升達15%，有助于車內的快速降溫。水側制冷量相同轉速下較R134a提升15%，最大提升16%，有助于實現更高效的快充，在快充過程中保證電池的快速散熱。

同時，我們對R454C進行了碳減排評估。霍尼韋爾混合制冷劑可顯著改善現有電動汽車熱管理系統在制熱工況下的能耗表現，其單位里程碳足跡為37.97g CO?e/m，滿足小于44g CO?e/km的行業要求。相較于R134a的全生命周期碳足跡水平，R454C下降約35％，較R1234yf也略有下降。

總結與展望

由于混合制冷劑此前從未在汽車上應用過，因此需要進行大量評估工作。針對制冷系統相關部件，我們對壓縮機管路、換熱器和閥件等開展了基本評估。從制冷劑特性來看，安全性是至關重要的考量因素。

混合制冷劑一方面沸點較低，為-46℃；另一方面，其成分中包含R32，由于R32分子量較小、分子體積較小，制冷劑易發生泄漏。針對泄漏問題，我們開展了一系列評估。研究發現，通過優化管路設計，主要是增加強化屏蔽層，可有效減少R32的泄漏。

此外，在接頭和傳感器方面，我們正與相關廠商進行溝通合作，期望獲得優化方案。對于換熱器和閥件，評估結果表明，目前現有的部件基本可沿用，但若對其進行優化，有望進一步提升系統整體性能。

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若計劃切換使用R454C制冷劑，我們預計在未來一年內能夠完成相關前期工作，為行業探索路徑，并提供基本的技術支持。

總體而言，HFO-1234y制冷劑在燃油汽車和電動汽車的熱系統上都已經過長期和廣泛的應用驗證，是R134a制冷劑環保、安全、成熟、經濟的近似直接替代選擇。

對于熱系統性能有更高要求的電動汽車熱管理系統，霍尼韋爾HFO混合制冷劑在多個臺架和實車的性能對比測試中都展現出了優秀的制冷和制熱性能，可明顯提升電池冷卻性能和低溫制熱性能，可不帶PTC實現-20°C至-30°C極寒環境條件下的高效穩定熱泵運行。

此外，新制冷劑在各個空調制冷領域的成熟應用需要一定的過程，相對于其他目前應對電動汽車超低溫制熱場景的制冷劑技術方案，霍尼韋爾HFO混合制冷劑在綜合性能、安全性、系統成本、供應鏈成熟度等方面均具有一定優勢，并目適用于BEV、PHEV、REEV等主流新能源車型的熱管理架構方案。