随着能源与环境问题日益严重，以纯电动汽车为代表的新能源汽车已成为汽车的主流发展趋势。与传统汽车不同，新能源汽车没有发动机余热来满足制热需求，存在低温条件下制热困难和制热效率较低的问题，同时，温室效应与碳排放问题对制冷剂提出了更高的要求。因此，汽车热管理系统的改进对新能源汽车的发展格外重要。
         
相比于传统的R134a空调系统，以R1234yf为制冷剂的电动汽车超低温热泵空调系统在-20℃超低温环境中制热量和性能系数（CoefficientOfPerformance，COP）分别提升30%和14%。Wu等假定24℃为乘员舱舒适温度，对R134a、R32、R1234yf、CO2等多种制冷剂的低温制热性能进行对比，结果表明，仅CO2热泵空调系统可以在-20℃超低温环境下可独立满足制热需求，而R134a热泵空调系统在-10℃环境温度下已无法独立满足制热需求。CO2作为天然制冷剂，具有零污染、无毒、制热性能强等优点，因此CO2热泵空调系统在新能源汽车领域极具发展前景。武悦等通过道路试验分析了CO2热泵空调系统的低温采暖能力和对整车续驶里程的影响，结果表明：CO2热泵空调系统低温采暖能力可与传统燃油车相近；在-5℃环境温度下，采用CO2热泵空调系统的电动汽车续驶里程比采用正温度系数（PositiveTemperatureCoefficient，PTC）热敏电阻采暖系统的电动汽车续驶里程高23.6%。Dong等通过试验研究发现：CO2热泵空调系统与R134a空调系统具有相似的制冷能力和COP，但CO2热泵空调系统具有更高的制热能力和COP；在-10℃环境下，CO2热泵空调系统的制热能力较R134a空调系统的制热能力提升83%。