如今新能源汽车内卷加剧,冰箱、恒温座椅、高阶智驾已成主流配置。在这些舒适、智能功能背后,藏着一个小型但关键的元器件:半导体制冷片(TEC)。依托珀尔帖效应,这块固态芯片可应用于电池、智驾雷达、座舱、算力芯片等多个车载温控场景,已成为车企热管理布局的重要方向。结合权威行业数据来看,半导体制冷片正迎来高速增长周期,成为新能源车下半场竞争的关键变量之一。

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半导体制冷片核心原理和优势

半导体制冷片是依靠珀尔帖效应工作的固态温控元件,由P、N型半导体晶粒组成。通电后芯片一端吸热、一端散热,反转电流即可切换冷热模式。区别于传统压缩机制冷,它无冷媒、无机械运动、无管路结构,具备毫秒级控温响应能力。
图片来自华晶温控
在车载严苛工况下,TEC优势突出:控温精度可达±0.1℃,响应速度快;超薄体积适配汽车狭小安装空间;全程静音无震动,且无漏液、腐蚀等安全隐患,契合新能源车对轻量化、高安全、高精度温控的需求。

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TEC在汽车领域四大应用

(1)动力电池

锂电池最佳工作温度为25℃~40℃,高温易引发热失控、加速电芯老化,低温会导致电解液粘稠、续航下降。传统风冷散热效率有限,液冷存在漏液维修隐患,而半导体制冷片可实现点对点精准温控

 

夏季快充时快速吸附电芯高温,规避电池鼓包风险;冬季反向制热,在30℃低温环境下提升电池温度,缓解冬季掉电问题。目前,日本电产、丰田等企业在电池体系中均有TEC温控方案的相关探索,用于优化电池循环寿命与充放电稳定性。

 

(2)激光雷达

激光雷达是高阶自动驾驶的核心感知硬件,对温度极其敏感。环境温度每升高10℃,激光输出功率衰减约15%,易出现测距偏差、点云紊乱。

 

TEC半导体制冷片贴合雷达核心部件安装,可将工作温度稳定维持在25℃~35℃,抑制波长漂移、降低信号噪声。国内冷芯科技研发的微型控温芯片,可在40℃至85℃极端环境下实现超过100℃的温差调控,保障极端天气下智驾功能不降级。

图片来自先导热电

 

(3)智能座舱

高端新能源车的恒温座椅、车载冷热杯托、车载冰箱,核心温控部件多为半导体制冷片。相较于传统通风座椅,TEC空调座椅无吹风感、恒温静音;同时可辅助车载空调调节室温,升降温速度更快、能耗更低。因其无氟环保、安静舒适的特性,现已成为中高端新能源车座舱的常见配置。

 

它的具体应用原理如下:半导体制冷片TEC与翅片、风扇、风道组成模组,由离心或者轴流风机将外部空气吸入模组内部制冷/加热,通过风道系统均匀分布到座椅的坐垫和靠背内部,使人们感受到座椅冷热的温度传递。

图片来自先导热电

(4)算力控制器

中高端车型普遍搭载800TOPS以上高算力芯片,高负荷运行下发热量极高。传统散热方式难以快速控温,易触发芯片降频,造成车机卡顿、智驾响应延迟。半导体制冷片可直接贴合热源快速导热,稳定芯片工作温度,持续释放算力,保障智能系统平稳运行。

域控制器通常用于自动驾驶等需要高性能计算的任务,在处理海量数据时,芯片温度可能飙升至100℃以上。传统的散热方案体积大、响应慢,无法完全适配域控制器的散热需求。半导体制冷片可以迅速将热量从芯片表面“泵”出,降温速度比传统散热快3倍以上。能够有效延长芯片寿命,降低车机卡顿率。

 

另外,针对冬季低温导致的芯片启动延迟,夏季高温引发的性能衰减等问题,半导体制冷技术能通过冷热面切换将工作温度维持在20-50℃的最佳温度区间。

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车企布局加速,TEC逐渐成为行业标配

随着800V高压快充、高阶智驾普及,半导体制冷片从可选配置逐步升级为整车温控的重要部件。主流车企纷纷布局相关专利,搭建整车集成温控体系。

 

2026年3月,理想汽车取得一项名为“一种换热装置、热管理系统、车载冰箱和车辆”的专利(公开号CN224018575U),其中提及半导体制冷片的应用。比亚迪则申请了“热管理系统和车辆”专利(公开号CN121734025A),涉及蓄冷换热器及多回路切换设计,探索TEC与车载空调的协同温控路径。

 

此外,储能行业安全规范的升级也要求对储能部件进行恒温保护,进一步拓宽了TEC的市场应用边界。行业预测,未来35年新能源车TEC渗透率有望从当前的约20%提升至65%以上,家用代步车也将逐步普及。

 

半导体制冷片(TEC)凭借安全、精准、高效的温控能力,覆盖新能源车电池、智驾、座舱、算力四大核心场景。它不仅优化驾乘体验、保障行车安全,也是车企热管理技术迭代的重要方向。在国内车企和材料企业的技术推动下,TEC行业迈入高速增长周期,千亿级温控赛道风口已至。这块不起眼的芯片,正在成为决定新能源汽车下半场竞争力的关键元器件之一。

来源:深圳市华晶温控技术有限公司、先导热电,侵删
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作者 ab, 808