汽车热电发电机市场规模、份额、增长和行业分析，按类型（热电模块、冷却板、热交换器等）按应用（汽车、SUV、皮卡车、商用车）以及到 2034 年的区域见解和预测

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汽车热电发电机市场概述

2025年全球汽车热电发电机市场规模为290.6亿美元，预计到2034年将达到473.4亿美元，预测期内复合年增长率为5.7%。

热电发动机汽车热电发电机 (ATHG) 是一种设备，可直接提取车辆排气装置、发动机缸体和辅助系统中的废热，并通过应用热电模块将其直接转化为电能。热电模块是一种紧凑的固态解决方案，可提高车辆整体能源效率并减少燃料使用和二氧化碳排放。人们对 ATEG 的兴趣也与日俱增，因为原始设备制造商追求逐步收紧燃油效率和排放要求，辅助负载（启停系统、暖通空调鼓风机、信息娱乐系统）的电气化变得更加流行，监管和消费者对内燃机、混合动力和增程动力总成平台上的绿色汽车的压力也越来越大。其优点是简单（无移动部件）、模块化以及在重新设计布线或交流发电机成本高昂的情况下提供分布式电力的能力；它现在用于支持 12V/48V 系统、延长混合动力车的电池续航里程以及减少交流发电机负载以回收燃料。热电材料的开发（增加zT）、模块封装的改进以及供应商-OEM在大众车辆条件下对封装、耐用性和成本权衡的试点测试促进了市场的增长。最成功的早期商业应用是重型和商用车辆应用，其中排气温度的大三角波可以被恢复以产生更多电力，并且由于模块效率和系统集成成本的提高，客车用途正在成为现实。

COVID-19 的影响

汽车热电发电机市场COVID-19 大流行期间供应链中断造成负面影响

全球 COVID-19 大流行是史无前例的、令人震惊的，与大流行前的水平相比，所有地区的市场需求均低于预期。复合年增长率的上升反映了市场的突然增长，这归因于市场的增长和需求恢复到大流行前的水平。

汽车热电发电机市场份额势头的破坏是由COVID-19在几个方面造成的:汽车生产放缓和20202021年装配厂的关闭推迟了OEM整合计划和试点项目，降低了非核心增量技术的需求紧迫性；供应链的碎片化和物流限制使得特殊热电材料（例如碲化铋和其他稀有元素）的采购更具挑战性；疫情导致的现金节约导致研发和验证推迟或缩减。小型和专业供应商面临着财务压力，供应商投资扩大规模或长交付周期设备的能力下降，商业化时间表也被推迟。此外，与新冠疫情相关的消费者需求变化和当地汽车销售趋势使得 OEM 的预测变得更加不可预测，从而增加了购买新系统时承担责任的感知风险。尽管政府随后推出的经济刺激计划和政府对绿色复苏的兴趣重燃导致投资复苏，但疫情的总体影响是，随着供应商和 OEM 将重点转向降低成本和提高供应链弹性，一些地区采用广域 ATEG 作为初始试点项目后续行动的时间推迟了 12-24 个月。

最新趋势

集成高效热电材料和乘用车模块化系统封装市场增长

推动 ATEG 采用的最新趋势之一是将高质量热电材料（高品质因数，zT）与模块化、小体积封装集成，这将使其能够更轻松、更经济地集成到乘用车排气设计中。材料科学的进步，例如更好的碲化铋、方钴矿和碲化物合金，可以提高转换效率，使小型发动机和现代混合动力汽车在较高的排气温度下实现自杀式电力输出。同时，供应商正在推出小型热交换器和冷却剂耦合模块，以最大限度地减少背压，简化安装，并且标准排气部分能够接受插入式 TEG 装置。这些模块化平台降低了 OEM 集成工程成本并加快了上市时间:OEM 无需使用特定于车身的 TEG，而是有机会在多个平台上测试通用模块。支持这一趋势的另一个趋势是使用一级运行车队飞行员来衡量 12V/48V 能源预算和混合动力续航里程扩展的收益。随着每瓦模块价格的降低，并且耐久性测试表明在热负载下具有可观的使用寿命，乘用车应用成为一种实验性但可早期生产的案例，特别是在轻度混合动力和增程器拓扑中。

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汽车热电发电机市场细分

按类型

根据类型，全球市场可分为热电模块、冷却板、热交换器、其他

• 热电模块:由于温度梯度而产生电压并由p型和n型半导体电偶构成的基本固态器件称为热电模块；它们的效率（zT）决定了可以直接转化为电能的废热量。封装阵列（单级或多级）采用标准化模块提供，这些模块必须坚固耐用，能够承受汽车热循环、振动和腐蚀性废气条件。

• 冷却板:冷却板或冷水槽将模块的冷表面与车辆（或大气）中的冷却剂回路连接起来，以保持执行转换所需的温差，它们的导热性和最小的液压成本是重要的设计方面。 Wolf Pack 冷却:由于它可以采用高效紧凑的冷却板进行设计，因此可以最大限度地减少所需的模块数量，并限制系统的背压或复杂性，使其能够轻松安装在有限的发动机舱区域中。

• 热交换器:在模块的热侧，使用热交换器捕获排气热量，需要提供均匀且恒定的温度，同时降低排气背压和腐蚀潜力；热交换器通常是针对发动机和排气系统的。良好的交换器设计在压降、热接触面积和使用寿命之间进行折衷；涂层和高温合金可提高烟灰、瞬态环境中的使用寿命。

• 其他:其他包括调节车辆总线系统发电所需的接线/电气调节（直流到直流转换器、MPPT）、安装硬件、热界面材料和控制电子设备。需要电力电子设备将 TEG 输出调整为 12V/48V 网络，并保护模块免受过压和瞬态负载的影响。

按申请

根据应用，全球市场可分为轿车、SUV、皮卡车、商用车

• 汽车:乘用车是一个量大价廉的市场，要求ATEG成本低、体积小、寿命长；成本领先者是减少交流发电机负载和边际燃料节省，特别是对于轻度混合动力系统。封装受到限制且排气温度低于重型车辆的事实意味着 ATEG 需要通过提高其模块效率和集成优化来吸引人。

• SUV:SUV 往往比小型客车拥有更大的发动机和更大的重量，这会产生更多的废热，而且 ATEG 的使用效率更高。许多 SUV 都提供混合动力车型，ATEG 能够在离网或牵引期间帮助提供辅助电力负载。

• 皮卡车:皮卡车，尤其是重型卡车，在负载时会产生大量废热，这使得使用 ATEG 来回收一些能源和电力配件、为电池充电或通过 48V 充电成为一个有吸引力的地方。显然，长工作周期的车队运营（建筑、物流）具有更好的节油回报，这就是原始设备制造商和售后供应商应首先考虑将 TEG 装置应用于工作卡车的原因。

• 商用车:ATEG 最常见的用途是商用车（公共汽车、长途卡车）:长、连续的工作周期和高排气温度提供千瓦级的可用功率，这里 ATEG 可以提供千瓦级的功率以卸载交流发电机并为电气辅助设备提供电力。由于车队运营商减少了交流发电机的使用，从而降低了燃料消耗和维护成本，因此可以更快地实现投资回报。

市场动态

驱动因素

监管压力和 OEM 燃油效率目标提振市场

汽车热电发电机市场增长的关键原因之一是更严格的全球排放政策和企业CO 2 目标。政府和地区监管机构提高了车队平均 CO 2 和燃料消耗规则，使 OEM 厂商同时致力于多个效率方向:电气化、轻量化、动力总成效率和废热回收。 ATEG 是一种非侵入式访问系统，可回收浪费的热能并最大程度地减少交流发电机和燃料的使用，而无需完成车辆电气化。对于 OEM 而言，ATEG 可以作为轻度混合动力形式的附加技术，或作为减少车队每公里二氧化碳克数的双赢卡。由于监管给车队平均水平带来了更大的压力，即使每辆车节省的燃油量很小，也会为制造商带来巨大的监管信用和成本节省。

热电材料和系统集成的进展 Expand市场

通过热电材料（zT 值的增加）、模块封装和热管理集成的开发，ATEG 的商业可行性越来越高。传统上，转换效率低且模块成本高限制了TEG的应用，最近的研究和开发工作增强了材料性能，增加了功率密度并增加了模块在热循环时的寿命。与此同时，紧凑型热交换器和冷却液耦合器的新颖设计解决方案最大限度地降低了封装的复杂性，并消除了不受控制的排气高背压的选择，这是 OEM 动力总成团队的主要技术论点之一。电力电子技术的发展使得所收集的能量能够高效地调节到 12V 或 48V 总线，即 ATEG 可以提供有用、稳定的电力，而不是间歇性的、难以利用的电压。

制约因素

大众市场乘用车的前期系统成本较高且投资回报率不确定阻碍市场增长

ATEG 市场增长的最大限制是，与大多数乘用车工作周期中每辆车可能节省的少量燃油相比，该系统的初始成本仍然很高。尽管重型和商用车辆可能能够在更短的时间内更好地利用回收的能量，但乘用车可能具有较低的工作循环排气温度和较短的平均行程，因此限制了可回收的电量和投资回收期。原始设备制造商和车队经理需要有明确的生命周期成本理由；在模块和系统价格下降或单位燃料成本增加足够多之前，许多大众市场车型不会理所当然地使用 ATEG。此外，集成工程费用（排气重新布线、包装、NVH 测试和耐久性验证）也造成了障碍。

车队电气化和 48V 架构为 ATEG 集成创造新的价值带 为市场上的产品创造机会

机会

全球部分电气化的趋势（特别是48V轻度混合动力）为ATEG带来了很高的前景，因为回收的电力可直接用于驱动电气化辅助设备和电池充电，从而增加核心车辆能量平衡，并允许OEM缩小或降低交流发电机的尺寸以提高燃油效率。 ATEG 是颇具吸引力的临时技术，因为它们为商业车队和公交车运营商提供了一条在没有完整电气化基础设施的情况下降低柴油成本的途径。

此外，具有长、连续工作周期的车辆类别（长途卡车、公共汽车、市政车队）具有明确的经济回报，形成一个可以通过规模生产来解决的直接市场，可以降低单位成本，并可以为该技术打开更广泛的市场。一级/OEM 和热电供应商 热电供应商和一级/OEM 之间的战略联盟为 48V 平台提供预先验证的模块，可用于解锁快速采用。

材料供应限制和长期稀有元素依赖可能成为消费者的潜在挑战

挑战

对受到有限供应和价格波动影响的特种热电材料和稀有元素（例如碲）的依赖是一个主要的技术和供应链问题。 ATEG 生产规模的扩大必须具有一致的、经济上可预测的优质热电原料供应以及能够承受汽车热循环的模块和模块组件的强大组装和焊接工艺。任何供应干扰或主要原材料价格上涨都会增加系统成本，并使 OEM 采购决策变得更加困难。

此外，汽车认证要求延长具有严重热循环的设备的使用寿命，并且必须在车辆代表性条件下对材料和接头进行测试，以防止过早失效，从而阻碍采用。为了应对这些风险，供应商必须投资于多元化的材料采购、回收和替代合金研究。因此，采用健全的供应链和经过认证的材料组合是扩大 ATEG 商业化的内在行业挑战。

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汽车热电发电机市场区域洞察

• 北美

由于北美拥有庞大的重型卡车车队、发达的供应商基础以及车队运营商对燃料成本的敏感度，因此北美已成为美国汽车热电发电机市场的早期采用者和试验地。专业热电供应商、研究机构和一级集成商位于该地区，与原始设备制造商合作，在长途和职业卡​​车领域进行试点安装，其中实际工作周期能够最好地回收热量。监管驱动因素（例如 EPA 和州级效率计划）和商业车队采购的高影响力促进了试验和早期商业部署。此外，48V 轻度混合动力系统的成熟市场和不断增加的电气化投资产生了 ATEG 可以解决的连续市场。北美的大型车队运营商和物流企业可以通过基于车队的投资回报率研究来更快地推动采用，而历史悠久的一级供应商可以将包装系统促进为生产就绪模块，因此该地区将有效地展示业务案例和标准化包装。

• 欧洲

由于密集的CO 2 目标、高排放标准以及原始设备制造商对增效解决方案和电气化的高度兴趣，欧洲在ATEG 的发展中发挥着至关重要的作用。欧洲监管机构对车队 CO 2 有着严格的要求，并设立了低排放区和区域，对任何可测量以减少尾气排放或燃料消耗的技术都给予高度重视。许多欧洲原始设备制造商和一级供应商正在研究乘用车和商用车中的废热回收和模块化 TEG 套件，欧洲大陆密集的研发基地证明了材料和系统测试的合理性。这种监管压力，加上车队电气化试点的存在以及完善的汽车供应链，使欧洲成为 ATEG 可以占据一席之地的市场，特别是在运行城市路线且其辅助电力需求不断增加的商业巴士和运输车队中。

• 亚洲

亚洲，主要是中国、日本和韩国，由于汽车产量大、商业车队快速增长以及热电材料和模块的完善制造基础设施，可能将成为 ATEG 增长的最重要贡献者。中国的原始设备制造商和供应商可以快速进行原型设计和规模化，日本和韩国引入高科技材料科学和精密制造，可以更快地提高模块的质量并降低成本。亚洲对燃油经济性和城市空气质量的日益重视，以及其轻型和重型车辆的广阔市场，为供应商提供了良好的新产品和开发支出规模。此外，该地区大型电子和材料公司的存在促进了垂直堆叠的供应链（材料到模块到系统集成），以促进商业化并降低单价，这是广泛采用各种类型车辆的重要原因。

主要行业参与者

主要行业参与者通过创新和市场扩张塑造市场

汽车TEG生态系统由特种热电材料公司、模块公司、一级汽车供应商和一些进行试点的整车厂组成。市场报告和行业文献中提到的其他知名行业参与者包括 Gentherm（活跃于汽车热管理领域，据报道在该行业很活跃）、马勒、法雷奥、雅马哈汽车（据报道致力于 TEG 开发）、II-VI/Marlow（热电元件）、Hi-Z Technology（TEG 研究和模块技术）、Ferrotec 和 Komatsu（材料和模块供应商）， 京瓷（能量转换模块）以及该地区的许多中国公司和模块公司，例如 Thermonamic Electronics。一级供应商和系统集成商的重要性尤其在于，他们将热电模块与带有试验冷却剂接口的热交换器、电力电子设备封装在一起，以便为 OEM 提供经过验证的 ATEG 系统；多家大型汽车供应商正在进行试点计划或已宣布建立合作伙伴关系，以研究如何集成到 48 V 和混合动力平台中。在创新管道的下游，专注于更高 zT 材料和新封装的小型专业公司和初创企业正在影响创新管道。竞争环境是实时的:原始设备制造商的兴趣、试点计划的结果和材料突破将决定哪些供应商将扩大规模生产，哪些将继续保持利基技术提供商的地位。

汽车热电发电机市场顶级公司名单

• KELK (Japan)
• Laird (U.S.)
• SANGO (Japan)
• Tenneco (U.S)

重点产业发展

2025 年 8 月:GlobeNewswire — 小松、Ferrotec、京瓷行业评估报告（2025 年 8 月 14 日）强调了小松、Ferrotec 和京瓷在 2025 年推进热电模块研发和战略举措。

报告范围

汽车热电发电机市场处于技术进步、监管压力和调整车辆电气框架形成试点和选择性业务实施之间的有效解决方案的位置。 ATEG 有一个需要改进的地方:将浪费的热能进行固态且低维护的转换为可用电力，能够减少交流发电机负载、降低燃料消耗并补充混合动力/48V 策略。该市场一开始将随着高负荷商用和重型汽车应用的增长而增长，其中可回收热量最多且投资回报率易于测量，随后随着模块效率的提高和系统成本的降低而成为乘用车。一些重要的推动因素包括热电材料（更高的 zT）、降低 OEM 集成成本的模块化热交换器和冷却液接口以及调节车辆总线 TEG 输出的电力电子技术的持续进步。另一方面，低负荷客车的材料供应限制、单位成本和投资回报的不确定性仍然是重大制约因素。竞争环境是材料专业公司、模块组装和大型一级供应商的混合体；为了成功扩大规模，不仅需要改进材料，还需要经过验证的低压排气接口和汽车可靠性。简而言之，ATEG 不太可能是一场单一解决方案的革命，而是更大的电气化和效率武器库中的一种更有用的补充技术 - 最初是可靠的车队效益，随着经济性和集成成熟度的提高，它逐渐成为乘用车的有效工具。