在人类的认知中，“冷”与“热”常常被视为对立，在新能源汽车的世界里，冷与热不是孤立的命题，而是同一套热管理系统的两个面向：电动压缩机承担制冷任务，为夏季出行带来舒适；电加热器则在冬季供暖，确保座舱的温暖和视野的清晰。过去，这两个功能依靠两套完全独立的硬件实现：各自配备控制器、壳体、线束和冷却/加热管路。表面上是“专业分工”，实则带来了成本、体积和可靠性上的隐性负担。

随着整车厂愈发关注降本、轻量化和系统集成化，压缩机与加热器的集成逐渐成为必然趋势。更深一层来看，这不仅仅是“把两个盒子变成一个”的工程优化，更是一次系统边界的重绘。

本文将回答三个核心问题：

1. 为什么要集成？ 

2. 集成的难点是什么？ 

3. 二合一系统集成的未来演进方向是什么？

最终，我们要探究的本质问题是：冷与热的统一，究竟是一句口号，还是新能源汽车热管理不可逆转的演进逻辑？

图1 新能源车中电动压缩机和电加热器（红框标记）

表1 压缩机和加热器控制器端共用BOM物料清单

在新能源汽车的热管理系统里，电动压缩机和电加热器常常是售后问题的“榜一榜二”，这并非偶然。

图2 新能源汽车热管理系统售后问题排行

原因在于：热管理是一个典型的多学科交叉难题——涉及热力学、流体力学、功率电子学、材料学、控制学等。系统要在多热源、多工况、多目标下实时平衡，复杂程度极高。而压缩机和加热器恰恰处在整个热管理系统的核心位置，承担高压、大功率的执行任务，自然成为最容易“出毛病”的部件。因此，很多人会本能担忧：把两个故障率最高的部件强行集成，不是把风险叠加了吗？但事实恰好相反——集成反而能提升整车的整体质量水平。为什么？

(1) 减少冗余，降低失效率

集成意味着共用核心电子器件与结构物料：芯片数量减少，壳体合并，密封面变少，连接器数量下降。结果是潜在失效点减少了，综合 ppm 反而更低。

(2) 一致性更强，可追溯性更好

独立部件各自测试、各自放行，标准不一致，容易带来分歧。强集成后，供应商可以建立统一的功率平台与测试规程，一致性更高，质量可追溯性更强。

(3) 诊断更直观，保护更智能

集成让软件策略有机会真正融合：一个控制域内的故障树、降额保护可以一体化设计，边界更清晰、诊断更直观。不仅更容易定位问题，售后服务的效率和精度也随之提升。

看似把“问题最多的两个零件绑在一起”，其实是把“风险分散的链条收束成一个更可控的整体”。这正是集成的悖论式价值：减少零件，不是增加风险，而是消解风险。

在电动汽车里，轻量化从来不是锦上添花，而是决定续航与能耗的生命线。车重每减少 1 公斤，电池压力就随之减轻，效率和续航都会得到提升。于是，在保证安全与性能的前提下，通过材料革新、结构优化与系统集成来实现轻量化，已经成为整个行业的必然方向。电动压缩机和电加热器的强集成，正好顺应了这条逻辑：

(1) 结构更简约

两者合一，意味着共用支撑座、壳体、接插件和线束。少一个壳体，少一组固定件，结构自然更紧凑。

(2) 能量密度更高
紧凑的集成设计，让功率密度提升，实现更小的体积和更轻的重量。系统的“瓦/升” “瓦/公斤”指标双双优化。

(3) 平台化更灵活

电动压缩机和电加热器二合一作为模块化、一体化的方案，更容易被整车平台复用，主机厂在不同车型上的集成自由度更高。

不仅如此，材料与工艺的演进也在强化这一趋势。厚膜电阻方案近年来迅速崛起，以高功率密度、加热响应快、效率高的优势，正在取代传统 PTC，尤其在 800V 高压平台下，厚膜的绝缘耐压和工艺兼容性更显优势，已逐渐成为新一代主流。

在二合一集成实践中，这种方案甚至不需要大幅改变压缩机的外形：只需在原有轴向上增加一层较薄的加热膜和对应的冷却水道，轴向尺寸仅增加约3厘米，就能实现压缩机与加热器的无缝融合。更小的体积，却不牺牲性能和体验——这就是系统级集成带来的“加法效果”。轻量化并不是靠牺牲来换取，而是靠集成与简化，让系统更高效、更优雅。电动压缩机与电加热器的结合，正是轻量化逻辑的生动体现：在统一中消解冗余，在简洁中释放性能。

集成的道路并非坦途。要在真实的汽车工况下实现“冷与热的统一”，就必须跨越一道道技术门槛。压缩机与加热器二合一，看似只是“两个零件放在一起”，但在工程实现里，却涉及到材料、工艺、热管理、电磁兼容等复杂挑战。以下四个难点，是必须正面回答的问题。

图3 二合一控制器集成方案

问题在于工艺限制：传统的加热器功率器件通常直接锁付在水道上，便于散热。但在二合一集成中，控制板处于压缩机和加热膜之间，只能将功率器件集中放在同一侧。于是，常见的 TO-247 单管方案就暴露出一系列问题：

(1) 体积大，布局受限

9 个 TO-247 单管尺寸庞大，对板上摆放位置和布局同时也有严苛要求，从而导致控制器尺寸较大，违背了“小型化”的初衷。

(2) 生产工艺复杂

管脚折弯精度、散热垫与散热壳体贴合度、螺丝锁付位置度，都可能成为批量生产中的隐患。

(3)  绝缘难题

TO-247 背铜是高压电势点位，在 800V 平台下必须采取特殊工艺（注塑螺丝、灌硅凝胶或特殊弹片压装等）才能保证安规距离，工艺成本和难度随之上升。

换句话说，如何在降低成本的同时，又兼顾体积与工艺可行性，是第一道必须跨越的坎。

图4 某400V平台二合一TO247单管方案布局示例

（800V系统需采用弹性压板安装）

压缩机与加热器的功率器件散热方式不同：

传统电动压缩机功率管一般放置在压缩机吸气口位置，依靠冷媒冷却。

加热器功率管则通常贴合在水道上，靠冷却液带走热量。

但在二合一集成中，两者的功率器件都集中安装在压缩机端面。于是出现一种尴尬场景：当加热器单独工作时，功率管只能靠自然散热，失去了水冷的条件。

表2 压缩机功率器件与加热器功率器件散热方式对比

而 TO-247 单管方案在这里的局限性尤其明显：

1. 需要额外的绝缘导热垫或厚陶瓷片，热阻偏高，散热瓶颈明显。

2. 加热器功率管往往无法靠近压缩机端面，只能加装厚重的散热鳍片，导致尺寸和重量增加。

3. 温度检测依赖 PCB 上的 NTC 热敏电阻，热耦合不佳，响应迟缓，在复杂的暂态工况下难以及时保护。

图5 TO247单管方案面临散热以及温度保护痛点

在极端工况下，例如低温+低 SOC 快充，电池必须依赖加热器升温。这时如果仍采用传统加热器的低频开关方式（几 Hz~几十 Hz），会导致母线纹波电流过大，引发充电桩跳枪，甚至加速电池产生锂枝晶、寿命缩短。因此，越来越多主机厂要求加热器功率器件工作在 10–20 kHz 的高频段，利用母线电容平滑电流，降低纹波。

但问题也随之而来：高频开关意味着强干扰源，极易与整车其他高压网络（PDU、增程器、主驱控制器、辅驱控制器、OBC等高压零部件）形成谐振，导致电流放大、控制器失效。如何在减小纹波电流与避免高频之间取得平衡，是第三个必须破解的难题。

图6 整车高压网络及差模谐振简化模型

压缩机本身就是强干扰源，再叠加一个高频电加热器，等于把两颗噪声炸弹放在了一起。结果就是差模干扰和共模干扰叠加，EMC 问题成倍放大。某德系豪华品牌的电加热器，就曾因高频噪声严重，不得不采用大量 EMC 滤波器和多级拓扑来解决，但代价是：成本增加、体积变大、重量上升。

1.家电行业功率器件产业演化的逻辑

新能源汽车，作为一个市场驱动的新兴产业，融合了电子消费品和机械工业品的特点。而在这一过程中，电动压缩机和电加热器的二合一集成，则是这一融合的典型体现。通过高度集成化，不仅实现了零部件的精简与降本，同时也推动了平台化进程，为产业效率的提升提供了有效路径。

随着技术进步和市场需求的变化，部件集成必将催生功率组件的深度集成。让我们回顾一下家电行业功率器件的历史演化路径，作为参考，来理解这一趋势：

图8 家电行业功率器件的发展趋势

第一阶段（1970s–2000s）：分立单管时代

在这一时期，家电行业的功率器件以TO-218、TO-220、TO-247等分立单管封装为主，采用低压MOSFET、IGBT等器件。由于技术限制，集成度无法做得很高。

市场特点：当时家电市场规模尚未达到大规模量产，企业更多关注成本控制与通用性。

灵活性优先：分立器件的灵活性得到了充分发挥，能够根据不同的需求自由组合，适应多种应用场景。

这一阶段，低成本与通用性是技术选择的主要驱动因素。

第二阶段（2000s–2010s）：集成塑封模块阶段

进入新世纪后，家电行业逐步进入变频化时代，功率器件的发展也迈入了一个新的阶段。

智能功率模块（IPM）成为这一阶段的主力，主要由IGBT或MOSFET构成。这一时期，规模化生产与标准化设计带动了研发与维护成本的降低，保证了系统的可靠性与开发效率。

变频技术普及：空调、洗衣机等白色家电的大规模普及，需要更高效、更可靠的电力电子组件，推动了集成化模块的发展。

集成模块的出现，让系统的稳定性和效率得到了显著提升，同时也为家电行业带来了更高的性能和更低的成本。

第三阶段（2010s–至今）：宽禁带化与进一步集成化

随着全球家电能效法规的日益严格，企业面临着激烈的市场竞争，必须进一步通过系统集成来降低BOM（物料清单）和制造成本， 且进一步推进集成化和小型化。

宽禁带材料的崛起：SiC（碳化硅）与 GaN（氮化镓）等宽禁带半导体材料的出现，标志着家电行业功率器件的技术飞跃。这些材料不仅提升了功率器件的效率，还能在更高的工作温度下保持稳定性。

集成模块的兴起：如整流器+PFC+三相逆变器的集成模块，成为这一阶段的典型代表。这些集成模块不仅有助于简化设计，提升能效和可靠性，同时也为家电设备的极致小型化提供了解决方案。

这一阶段的技术演进，走向了高效、集成、小型化的必然路径，推动了整个产业的升级与转型。

新能源汽车热管理市场与家电市场在功率器件发展的轨迹上高度相似, 这是事物发展的客观规律。预计到2025年，中国新能源车的销量估计将接近1600万台，而汽车行业早已跨过分立器件时代，进入了精细化竞争的阶段。市场对小型化、高质量、高性能的需求，必然推动功率器件从分立单管走向高度集成的下一阶段。

作为典型的第三阶段产品，压缩机与加热器二合一集成正是在这一历史背景下应运而生。它们的功率器件种类相似，冷却与保护需求也高度一致，因此，在产业逻辑上，从控制器集成到功率器件集成的过渡是必然的趋势。

2.针对二合一系统应用的ThermPack™9in1集成模块 

针对电动压缩机和电加热器的二合一集成系统，致瞻科技首创 ThermPack™ 9in1 功率模块（可同时兼容IGBT和SiC MOSFET方案），正是功率器件强集成逻辑的完美落地。

图9 全球首款为压缩机和加热器二合一产品定义的ThermPack™ 9in1模块

相较于传统的TO-247单管的方案，ThermPack™ 9in1模块可完美解决二合一集成问题的痛点：

图10 传统TO-247和ThermPack™ 9in1方案对比

对比之下不难发现，ThermPack™ 9in1 模块不仅使得系统更小、更轻，还在工艺性、安规可靠性和系统成本上全面领先传统 TO-247 单管方案，体现了集成带来的系统性优势。

通过以上表格对比可见，ThermPack™ 9in1 模块方案在热阻表现、系统散热设计要求以及功率器件热保护三方面，均较传统 TO-247 单管方案展现出 显著优势。（注: 以上数据以650V，40A标称的IGBT单管为例）

图11 ThermPack™ 9in1模块方案结合结温估算功能实现示例

以上实测结果清晰显示：ThermPack™ 9in1 模块凭借内置的 NTC 采样和结温估算，即便在最极端的启停动态中，估算结温与实测值的误差也不超过 5℃，从而保障功率器件得到精准而全面的热保护。

由于功率器件栅极采用全开尔文连接，并具备更优的热阻性能，ThermPack™ 9in1 模块能够支持加热器功率管在更高的开关频率下运行，从而为避免整车高压系统谐振提供更大的设计自由度。

实测表明，ThermPack™ 9in1 模块的换流回路杂感比 TO-247 单管方案低了约 46%。这意味着电压、电流振铃更小，噪声更轻，而紧凑的电路布局也让“天线效应”大幅减弱。

 图12 ThermPack™ 9in1模块

ThermPack™ 9in1 模块是由中国厂商自主定义、全球首创的“强集成”方案，它不仅是工程突破，更是产业趋势的缩影。

冷与热的统一，既是哲理，也是工程现实。

在新能源汽车的热管理系统中，压缩机与加热器从分立到集成的过程，揭示了一个深刻的逻辑：系统价值往往高于部件价值之和。通过器件复用、架构简化和边界重绘，我们实现了降本、小型化和高可靠性。

集成并不意味着简单的叠加，而是一种系统观：

在功能上，让冷热两极互补。

在工程上，让难点一一被攻克。

在产业上，让控制器集成自然演化到功率集成。

未来，随着技术成熟和规模化落地，冷与热的统一将不再是一个口号，而会成为新能源汽车的日常配置。

这就是“冷与热的统一”的深层含义：不仅仅是技术路线的选择，更是一种对系统边界的重新定义。