随着全球汽车产业加速向电动化转型，新能源汽车对高效热管理系统的需求日益迫切。热泵技术凭借其在低温制热效率和续航里程方面的优势，成为提升电动车驾乘体验与能效的关键。然而，寻找满足环保法规（GWP
科慕化学 ( 上海 ) 有限公司亚太区技术服务经理杨芸介绍到，针对汽车应用，科慕推出了 R-457C 制冷剂，以满足新能源车对能效和冷量热量的更高需求。
她指出，R-457C 制冷剂与现有系统中的金属、塑料和橡胶件以及润滑油具有良好的兼容性。在中国汽车空调氢氟碳化物替代技术联合开发计划中，R-457C 制冷剂展现了其优越的综合性能。
杨芸｜科慕化学 ( 上海 ) 有限公司亚太区技术服务经理
以下为演讲内容整理：
创新基因与可持续布局
科慕作为一家从杜邦剥离、拥有深厚化学研发底蕴的公司，致力于通过化学的力量创造更美好的世界。公司全球员工约 6200 人，业务足迹遍布全球 110 多个国家，拥有 60 多个工厂、实验室、合资企业和办事处。
图源：演讲嘉宾素材
科慕主要业务涵盖钛白科技、热管理与特种解决方案以及高性能材料三大板块，专注于提供可持续解决方案以满足世界对高性能材料、零排放绿色氢能、高速连通以及可持续制冷等领域的需求。
在热管理与特种解决方案领域，科慕拥有成熟的制冷剂产品线，包括传统 HCFCs 和 HFCs 产品（Freon ™品牌）和面向未来的新一代环保制冷剂（Opteon ™品牌）。其技术路线图清晰显示，针对新能源汽车热泵应用，科慕重点推广 R-457C 和 R-454C 解决方案，以应对国家削减 HFCs 方案（要求 2029 年 7 月 1 日起新公告 M1 类车辆空调禁用 GWP>150 制冷剂）的挑战。
R-457C 核心特性解析
R-457C 是一款由 R-1234yf ( 78% ) 、R-152a ( 14.5% ) 和 R-32 ( 7.5% ) 组成的混合制冷剂。其关键物性参数表明：大气压下的沸点低于 R-134a 和 R-1234yf，有利于在更低环境温度下运行，满足冬季制热需求；GWP 值为 72，远低于 150 的法规限值，满足中国及全球环保法规要求；安全等级为 A2L（低毒、微弱可燃），与目前广泛应用的 R-1234yf 安全等级相同。热力学特性显示，R-457C 的压力曲线与 R-134a 和 R-1234yf 接近，表明其对现有系统有较好的压力适配性。
严格的材料兼容性测试依据行业标准进行：金属兼容性测试（碳钢、铜、铝）在 175 ° C 加速老化 14 天后，未观察到明显腐蚀或制冷剂高浓度分解；
塑料与弹性体兼容性测试（与 POE ND-11 冷冻油在 100 ° C 下密封测试两周）结果与 R-134a 基准相当，表明其与常用密封材料（如 EPDM, HNBR）兼容性良好；油溶性测试（POE ND-11）显示在 -65 ° C 至 90 ° C 的宽温区内，R-457C 与润滑油具有良好的互溶性，仅在少数高温高浓度点存在分层但不影响使用。
联合测试验证方案可行性
在中汽研牵头实施的"中国汽车空调氢氟碳化物替代技术联合开发计划"中，R-457C 作为重点评估的混合工质之一，经历了严格的台架与整车测试。台架测试覆盖了全面的制冷（27 ° C 至 50 ° C）、除湿（15 ° C）及制热（5 ° C 至 -20 ° C）工况。
制冷性能结果显示：在全制冷温区（特别是高温区），R-457C 的系统能效（COP）显著高于 R-1234yf，在高温区（如 45 ° C 工况）COP 最高提升达 27%；同时压缩机功耗显著降低，最高降幅超 600W。得益于其更强的制冷能力，在达到相同制冷效果时，压缩机压比和转速均低于 R-1234yf 系统（转速降低约 30%）。重要的是，在现有系统限压（2.4MPa）条件下，其最高排气压力仅为 2.08MPa，运行安全裕度充足。
制热性能表现更为突出：在 -10 ° C 至 5 ° C 的典型温区，R-457C 可稳定输出热量，COP 相比 R-1234yf 最高提升 21%，压缩机功耗降低最高约 3000W。在 -15 ° C 和 -20 ° C 的极低温工况下，R-457C 系统仍能运行并提供一定热量输出（COP 约 1.14-1.45），而 R-1234yf 和 R-134a 系统在此温度下则需完全依赖 PTC 电辅热。
其制热工况下的排气压力（最高 2.36MPa）和压比（Ratio
系统静态泄漏实验（基于成熟 R-1234yf 欧洲出口系统，充注 550g R-457C）模拟 6 年使用周期（年泄漏率 6-7g）后发现，由于 R-32 组分渗透率较高，其组分发生偏移（R-32 比例下降），导致制热能力有所下降，但制冷 COP 未受影响。
生命周期碳排放评估（依据相关标准，按北京地区使用条件，使用寿命 10 年）表明，相比 R-134a 系统，R-457C 可减少 51% 的总碳排放（主要源于直接排放的大幅降低）；相比 R-1234yf 系统，其间接排放也减少约 11%，体现了能效提升的价值。整车升降温测试（-7 ° C 升温至 20 ° C，40 ° C 降温至 25 ° C）证实，R-457C 的升降温速率显著快于 R-1234yf 系统。
系统优化方向与风险评估
基于联合开发计划一期的测试成果，为充分发挥 R-457C 的潜力并推动其量产应用，科慕提出以下关键优化方向：首先，换热器设计优化。现有 R-134a 系统换热器可能限制了 R-457C 性能的完全发挥，需针对其热力学物性进行流路优化设计，减少压损和换热不均，提升整体换热效率。其次，系统控制逻辑升级。需开发自动化的控制系统，优化关键参数设定，如压缩机压比限值、高低压保护阈值、过热度控制（从手动转为自动）等，特别是在极低温工况下，以保障系统安全高效运行并释放最大性能。第三，强化系统密封。鉴于 R-32 组分相对较高的泄漏率会导致长期使用后组分偏移及性能衰减（尤其是制热能力），需针对性优化软管和接头技术，以进一步降低 R-32 组分的泄漏，维持组分比例稳定。最后，全面风险评估至关重要。尽管 R-457C 与 R-1234yf 同属 A2L 安全等级，但其具体燃烧特性参数（如最低点火能、燃烧速度、最低点火浓度 LFL）存在差异。
科慕已积累 R-457C 燃烧特性相关的关键数据，并测试了多种点火源的影响，建议采用故障树分析（FTA）等方法，结合整车具体应用场景（如泄漏位置、浓度分布、潜在点火源），进行深入的风险评估，确保其在各种工况下的安全使用。
未来展望与挑战
科慕 R-457C 混合制冷剂凭借其符合法规（GWP 72, A2L）、优异的材料兼容性、显著的能效提升、强大的低温制热能力以及与现有 134a 系统的良好适配性，为新能源汽车热泵系统提供了一项极具竞争力的解决方案，可视为现有系统的近似直接替换选项。
成功实现 R-457C 的大规模应用仍需行业协作攻克两大挑战：一是持续优化系统设计（换热器、控制逻辑）以充分释放其性能潜力；二是通过材料创新与工艺改进（如针对 R-32 的密封解决方案）有效降低长期使用中的组分偏移风险，确保全生命周期性能稳定。科慕将持续投入研发，并与产业链伙伴紧密合作，共同推动高效环保车用热泵技术的进步。
（以上内容来自于科慕化学 ( 上海 ) 有限公司亚太区技术服务经理杨芸于 2025 年 6 月 18 日在 2025 第三届新能源汽车热管理论坛上发表的《R-457C 科慕新一代车用热泵解决方案》主题演讲。）
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