在汽车热管理领域，R290（丙烷）这类工质之所以会被重新推到台前，原因并不单一。 环境法规在收紧，电动车对热泵效率越来越敏感，PFAS 相关替代路径在加速评估， 整车厂和一级供应商也在把热管理系统从“空调子系统”升级为“续航、补能、舒适与安全”共同作用的平台。 R290 恰好落在这些变量的交汇点上：它的全球变暖潜值很低，热力学性能持续受到关注， 已经出现在多家主流汽车供应商公开展示的电动车热管理方案中；与此同时，它又属于高可燃工质， 安全设计门槛很高，这使得它在汽车上的导入既有吸引力，也有明显难度。[1][3][4][5]

R290 与汽车热管理的关系，首先体现在它是热泵 / 制冷回路的工质

R290 在汽车热管理里的位置，主要不是传统水路中的冷却液， 也不是单独的某个附属材料。当前公开资料所展示的应用方向，集中在 电动车热管理系统中的制冷剂 / 热泵工质， 也就是进入乘员舱空调、热泵制热制冷回路，并与电池、电驱和功率电子的温控需求相耦合。 ZF 公开发布的 TherMaS 被定义为以丙烷为制冷剂、面向电动车市场的热管理系统， 具备至少 10 kW 的制冷和制热能力，工作外界温度覆盖 -25°C 到 +35°C； Bosch Mobility 公开展示的 heat pump unit 也明确写到，其方案集成了 propane refrigerant； MAHLE 在 2025 年 CES 的公开资料中则表示，其 Thermal Management Module 兼容 PFAS-free R290 refrigerant， 并将其与电池快充、续航和寿命管理联系起来。[3][4][5]

这件事之所以重要，是因为它说明 R290 已经从“理论上可用的替代工质” 进入了整车级热管理架构的候选清单。 当供应商开始把 R290 写进面向量产的热管理模块，市场讨论就不再停留在实验室层面， 而会进入平台开发、法规评估、供应链准备和安全论证阶段。[3][5]

R290 会进入汽车热管理系统，首先是被法规和环境目标推着往前走

从法规背景看，欧盟针对移动空调系统（MAC）的路线已经很明确： 自 2017 年 1 月 1 日起，所有新投放欧盟市场的新车，其移动空调系统所使用的含氟温室气体 GWP 必须低于 150。 欧盟官方页面同时把 R1234yf、R744 和 R290 列为移动空调的气候友好替代选项之一。 对于整车厂而言，这意味着工质路线不再只是历史惯性或成本偏好问题， 而是会受到法规门槛、环境目标和长期技术路径的共同影响。[1]

R290 在电动车热管理系统中的热泵回路示意图

R290 的环境属性在这套逻辑里很有吸引力。欧盟官方把它列为超低 GWP 工质； ASHRAE 也把 R290 列入正式制冷剂编号体系。 与此同时，行业已经在更广泛地讨论 PFAS 替代问题，MAHLE 在其公开材料中直接把 R290 与 PFAS-free 路线挂钩。 对于电动车热管理而言，这种低 GWP、非氟化路线天然具备政策和品牌叙事上的优势。[1][2][5]

更值得注意的是，印度环境、森林与气候变化部在 2026 年专门发起了关于电动车低 GWP 移动空调系统的研究招标， 研究对象覆盖乘用车、卡车与运输制冷车辆，要求系统评估低 GWP 工质的热力性能、安全分类、 适应当地气候的运行能力、成本、供应链和服务网络成熟度。 一个国家级部门把“低 GWP 车载空调工质路线”正式放入研究议程，本身就说明这不是边缘话题。[6]

除了低 GWP，R290 之所以受关注，还因为它和电动车效率、续航、热泵性能直接相关

如果只有环保标签，R290 不足以在汽车行业引发这么多关注。 它真正进入主机厂和一级供应商视野，和电动车热管理效率密切相关。 ZF 在 2025 年公开表示，TherMaS 通过优化热利用和更高冬季效率，可将续航提升最多 10%，在极端条件下甚至达到 30%； Bosch 把集成 propane heat pump 的方案定义为提升驾驶舒适性并尽量减少对续航影响的路径； MAHLE 也把其下一代热管理模块的价值点明确放在提升续航、支持高功率充电和电池温控上。[3][4][5]

学术研究与这些产业动作是相互印证的。 2025 年发表在 Case Studies in Thermal Engineering 的论文指出， propane-based heat pumps 在电动车中可改善制热与制冷表现，相比 R1234yf 在 -35°C 到 0°C 的测试区间内展现出更好的效率和热输出， 并可在寒冷环境中带来最高约 5% 的续航增益。 2022 年发表于 Energy Reports 的研究显示，R290 电动车热泵空调系统在高温制冷和低温制热工况下均表现出较好的性能。 2024 年发表于 Science China Technological Sciences 的实验研究也表明， 面向电动车开发的 R290 喷气增焓热泵系统可以在 -30°C 到 0°C 环境范围内工作， 并围绕充注量、喷气压力和座舱温度等参数进行了系统分析。[7][8][9]

这意味着 R290 在汽车上被认真讨论，并不只是为了替代某一种旧工质， 更是因为它可能影响整车热管理系统的综合指标：制冷、制热、续航、冬季表现、 补能过程中的温控能力，以及系统体积和集成度。[3][5][7][8][9]

R290 在电动车热管理系统中的热泵回路示意图
R290 在电动车热管理系统中的热泵回路及其与座舱、电池、电驱之间的耦合关系。

问题也同样明显：R290 是 A3 工质，可燃性让它在汽车上的门槛远高于普通替代路线

R290 的最大争议点也非常明确。ASHRAE 的正式分类把 R290 定义为 A3， 也就是低毒性、高可燃性工质。英国 F-Gas Register 的技术简报同样明确写到， R290 属于 highly flammable refrigerant。 这个属性放在汽车行业，含义会被放大很多：车载工况涉及振动、碰撞、狭小空间、电气设备密集、 热源多、乘员舱安全要求高、售后维修场景复杂，因此整车厂对 A3 工质的容忍度一定会以 “系统级安全可控”为前提。[2][10]

学术文献把这种风险刻画得很具体。 2020 年发表在 International Journal of Refrigeration 的研究分析了 R290 在汽车空调系统中的泄漏和浓度分布， 结论指出蒸发器泄漏是高风险工况，因为工质可能进入乘员舱并在局部区域形成危险浓度； 2023 年相关研究还指出，在电动车机舱场景中，冷凝器泄漏会形成更危险的可燃区域分布， 泄漏孔径和充注量都会显著影响风险水平。 另有针对电动车热泵系统泄漏燃烧特性的实验研究表明，R290 在潜在泄漏过程中可能引发火灾或爆炸风险， 这也是其推广中最核心的安全约束之一。[11]

也正因为如此，近年的研究和产业公开材料里，会频繁出现“secondary loop”“indirect heat pump”“safety regulations”“charge reduction”这类关键词。 2025 年关于单回路和双回路间接式丙烷热泵的研究就明确指出， 在使用 propane 时，需要采用满足安全法规要求的单回路或双回路间接系统。 2025 年《The Innovation Energy》的综述也提到，由于可燃性限制，R290 常常需要二次回路系统。[12][13]

最终判断：R290 的汽车机会已经出现，真正的放量节奏取决于效率收益和安全闭环能否同时成立

综合官方资料和近年研究，R290 已经实质性进入汽车热管理的技术评估和样机展示阶段， 落点集中在电动车热泵、乘员舱空调以及与电池、电驱耦合的一体化热管理模块。 它会被看中，主要因为低 GWP 与热泵效率提升形成了强组合； 它推进缓慢，主要因为 A3 可燃性把系统设计、安全验证和法规论证的门槛显著抬高。[1][2][3][4][5]

所以，回答“易燃易爆的 R290，为什么还会进入汽车热管理系统”，最准确的说法是： 它提供了整车厂愿意认真评估的效率与环境价值，同时又要求行业拿出更成熟的安全工程方案。 只要这两条线继续向前推进，R290 在汽车热管理中的存在感还会继续增强。[7][8][9][12][13]

References

  1. European Commission. Mobile air-conditioning systems (MACs).
  2. ASHRAE. ASHRAE Refrigerant Designations.
  3. ZF. Comfortable temperature for electric cars: New ZF thermal management system increases range by up to 10 percent.
  4. Bosch Mobility. Heat pump unit.
  5. MAHLE. CES 2025: MAHLE on Display with Electrification as the Focus.
  6. Ministry of Environment, Forest and Climate Change, India. Study on use of Low GWP Mobile Air-Conditioning (MAC) in India’s electric vehicles.
  7. Khader, S. et al. 2025. Electric vehicle heat pump system operated with R290... Case Studies in Thermal Engineering.
  8. Huang, Y. et al. 2022. Research on the electric vehicle heat pump air conditioning system with R290 refrigerant. Energy Reports.
  9. Yang, Y.C. et al. 2024. Performance analysis of an R290 vapor-injection heat pump system for electric vehicles. Science China Technological Sciences.
  10. UK F-Gas Register. Flammable refrigerants in air conditioning and heat pump systems.
  11. Li, K. et al. 2020. Experimental investigation on combustion characteristics of R290/R1234yf...
  12. Kwon, S. et al. 2025. Single- and dual-loop indirect heat pumps with propane...
  13. Future development trends in new energy vehicle thermal management system... The Innovation Energy, 2025.