冬天到了纯电动车主怎么样？PTC与热泵的技术分析当前速讯

2023-04-27 09:47:08互联网

现在汽车越来越普及，基本上家家户户很快都会有车。所以当汽车这么多的时候，我们在用车的过程中肯定会遇到各种各样的问题。那么在这个时候，我们也需要了解一些关于汽车的信息和新闻，从而帮助我们解决各种汽车问题。所以今天，边肖将和大家分享冬天过后车主们是否一切都好。|PTC与热泵技术分析新闻栏。

近日，全国经历了一场史诗级的寒潮，北京、山东等地气温创下近20年来新低。走在路上几分钟就“冻透”了！即使很冷，你也得出去。网上很多燃油车车主对电动车车主发起了一波“群体调侃”。在极寒天气下，纯电车的续航能力被削弱了。此外，汽车内的制热效率不如燃油车，电动车车主更是冷。尤其是很多开纯电车的网约车司机，为了多跑几公里，不得不降低开空调的频率。为了保暖，他们只能带着军大衣和毛毯参战。

(资料图片仅供参考)

其实，为了解决纯电车冬季出行体验差的痛点，厂家也做了很多努力。比如目前主流的纯电车基本都有电池预热功能，可以在一定程度上提高电池寿命，座椅加热和方向盘加热已经成为很多车型。标准，但这只是治标不治本，所谓“牙疼不是病，疼得真厉害”，如何在降低能耗的同时提高整车的加热效果将是一个长期的话题，这里我不得不提到纯电车的主要两个。

基本方案-PTC

燃油车可以利用内燃机的余热进行加热，但纯电车没有可用的能源，因为电动机在运行中产生的热量小于发动机产生的热量，不足以对车内进行加热，而且电池组中的电池对温度极其敏感。同时需要一定的温度环境来保证其安全有效的储存和转换能量，电池产生的热量无法利用。因此，纯电车必须通过“第三方”产生热量，这就是PTC(热敏电阻)技术。

其实PTC的原理很简单，就是将电阻丝/陶瓷等发热材料通电发热，加热车内。类似电饭煲、电磁炉，一个不够就再加一个或者加大功率。比如蔚来ES8就有两个PTC单元，一些豪华品牌燃油车也配备了PTC，在冬天水温上来之前快速加热车内。PTC具有成本低、结构简单、热输出快、受外界环境影响小等特点，因此从入门级车到高端车应用广泛。

但是PTC有一个致命的问题，因为它“烧电”，直接影响车辆的寿命。随着外界温度的降低，PTC的电阻值降低，电流通过电阻发热。供热能效比(COP)最大值不超过1，也就是说1kW的电最多能产生1kW的热。实验表明，冬天打开暖风，整个过程至少消耗三分之一的电量。功率越大，能耗越大，时间越长。

更好的方案——热泵

为了解决PTC快速用电的问题，热泵技术应运而生。其实热泵并不是一项很新的技术。其工作原理是收集外界环境中的热量，蒸发吸热，液化放热。需要电的地方有压缩机、水泵等。这比PTC的直接“烧电”节能很多，所以热泵也逐渐成为更多车型的选择，比如蔚来ES6、荣威Ei5、特斯拉Model Y等等

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可能有人就疑惑了，像之前北京室外零下十几度也有热量泵进舱内吗？答案是肯定的，除非达到物理学中的绝对零度-273.15℃，当然这是不可能的，所以万物都有热量。那么热泵具体是怎么工作的呢？第一步：泵体吸收外界空气，冷媒遇外界空气后在低压区吸热储能变成蒸汽；第二步：加压进入高压区放热冷凝；第三步：重新通过减压阀进入低压区继续吸热。因为客舱获得的热量=消耗的电能+外界吸进来的热能，那么热能效比COP（吸收的热能+消耗电能）/消耗电能）一定大于1，让1kW电功率能够达到1.5kW甚至2kW的热量。

不过热泵也是有劣势的，第一就是成本，当前一套热泵系统，所需要的压缩机、热泵、阀、管路等，比普通PTC的成本高出数倍，低端车型是不会用热泵的。第二，即使理论上外界无论如何都存在热量，热泵在极寒天气下的运行效率也是较差的，另外，当车外温度较低同时空气中含有较多水分，则空气中的水分会在车外表面结霜，结霜后的换热装置也不能再从外界环境有效地吸收热量，导致热泵空调无法继续工作，所以一般热泵系统在－10℃以下便无法正常工作。

总结：

综合PTC和热泵的特点，不考虑成本，效果最好的当然是两者结合，在环境温度过低热泵无法工作时，启动PTC作为备用热源，但这是一个比较复杂的系统，需要电脑精确判断PTC与热泵什么时候同时工作，什么时候独立工作，不同的工作模式还需要不同的管道，一系列的技术问题亟待解决。

目前看来，还没有一种能同时实现低成本、高效率、低能耗解决方案，不过各个厂家也在努力中，像特斯拉Model Y上的Super bottle系统就拥有一个八通阀，让空调不仅能搬运外面的热量，还能搬运电池和电机的热量，产生了多达12种工作模式，来应付不同需求；当然个别厂家也在研发二氧化碳热泵空调系统,以及低温增焓空调技术，-30℃依然可以工作，比如北汽新能源，不过还未实现量产化。

长远来看，热泵技术有较大的发展潜力，随着特斯拉全面向热泵技术转变，必然会带动更多新能源车企转向热泵方向，不过是在冷媒材质还是在热循环上做文章就要看各家的技术路线了，未来当热泵总体产能大幅增加时，其成本必然也会下降，在这之前，电动车主能做的也只有等待了，冬天就多穿点吧。

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