凜冬已至，純電車主還好嗎?

最近，全國(guó)大范圍迎來史詩級(jí)寒潮，北京、山東等地的氣溫更是創(chuàng)下了近20年來新低，走在路上那是分分鐘被“凍透”！可再冷也要出門啊，網(wǎng)絡(luò)上不少燃油車主便對(duì)電動(dòng)車主發(fā)起了一波“群嘲”，極寒天氣下純電車的續(xù)航本就有所削弱，加上車內(nèi)制暖效能不及燃油車，電動(dòng)車主身冷心更冷，尤其是眾多開純電車的網(wǎng)約車司機(jī)，為了能多跑幾公里，不得不減少開空調(diào)的頻率，保暖也只能軍大衣、毛毯齊上陣了。

其實(shí)為了解決純電車冬季出行體驗(yàn)不佳的痛點(diǎn)，廠商們也做了很多努力，比如目前主流的純電車基本都有電池預(yù)加熱功能，能一定程度提升續(xù)航，而座椅加熱、方向盤加熱也成為很多車型的標(biāo)配，不過這也只是治標(biāo)不治本，正所謂“牙疼不是病，疼起來真要命”，如何提升整車的制熱效果同時(shí)減低能耗將是一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的話題，這里就不得不提目前純電車主要的兩大空調(diào)系統(tǒng)，PTC和熱泵。

基本方案－PTC

燃油車可以利用內(nèi)燃機(jī)的廢熱來制暖，但純電車并沒有可以利用的能量，因?yàn)殡姍C(jī)在工作中產(chǎn)生的熱量較發(fā)動(dòng)機(jī)少之又少，不足以車內(nèi)供暖，而電池包中電芯對(duì)溫度又極為敏感，同時(shí)還需要一定的溫度環(huán)境來保證其安全有效儲(chǔ)存并轉(zhuǎn)化能量，電池產(chǎn)生的熱量也不可利用，因此純電車就要通過“第三方”來造熱，這就是PTC（熱敏電阻）技術(shù)。

PTC的原理其實(shí)很簡(jiǎn)單，就是給電阻絲／陶瓷等熱材料通電后產(chǎn)生熱量，給車內(nèi)供暖，和電飯煲、電磁爐類似，假如一個(gè)不夠，那再加一個(gè)，或者再加大功率，比如蔚來ES8就有兩個(gè)PTC單元，有些豪華品牌燃油車同樣配備PTC，在冬季著車水溫沒上來之前迅速給車內(nèi)升溫。PTC的特點(diǎn)就是成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、出熱快、受外界環(huán)境影響小，因此從入門車到高端車都普遍在使用。

但PTC有一個(gè)致命問題，因?yàn)樗盁姟?，所以直接影響車輛續(xù)航，隨著外界溫度降低，PTC的電阻值隨之減小，電流通過電阻產(chǎn)生熱量，其制熱能效比（COP）最大值不超過1，也就是說1kW電量最多可產(chǎn)生1kW熱量，試驗(yàn)表明，當(dāng)冬季行駛時(shí)打開暖風(fēng)，全程至少消耗三分之一電量，功率越大耗能越大，時(shí)間越久耗能越大，冬季續(xù)航里程會(huì)受到極大的影響。

更優(yōu)方案－熱泵

為了解決PTC用電快的問題，熱泵技術(shù)就出現(xiàn)了，其實(shí)熱泵也不是什么很新鮮的技術(shù)，工作原理就是把外界環(huán)境中的熱量收集起來，蒸發(fā)吸熱，液化放熱，需要用電的地方就是壓縮機(jī)、泵體等，比PTC那種直接“燒電”要節(jié)能很多，因此熱泵也逐漸成為更多車型的選擇，比如蔚來ES6、榮威Ei5、特斯拉Model Y等等都使用的熱泵空調(diào)，節(jié)省了30％－50％的空調(diào)功耗。

可能有人就疑惑了，像之前北京室外零下十幾度也有熱量泵進(jìn)艙內(nèi)嗎？答案是肯定的，除非達(dá)到物理學(xué)中的絕對(duì)零度－273．15℃，當(dāng)然這是不可能的，所以萬物都有熱量。那么熱泵具體是怎么工作的呢？第一步：泵體吸收外界空氣，冷媒遇外界空氣后在低壓區(qū)吸熱儲(chǔ)能變成蒸汽；第二步：加壓進(jìn)入高壓區(qū)放熱冷凝；第三步：重新通過減壓閥進(jìn)入低壓區(qū)繼續(xù)吸熱。因?yàn)榭团摣@得的熱量＝消耗的電能＋外界吸進(jìn)來的熱能，那么熱能效比COP（吸收的熱能＋消耗電能）／消耗電能）一定大于1，讓1kW電功率能夠達(dá)到1．5kW甚至2kW的熱量。

不過熱泵也是有劣勢(shì)的，第一就是成本，當(dāng)前一套熱泵系統(tǒng)，所需要的壓縮機(jī)、熱泵、閥、管路等，比普通PTC的成本高出數(shù)倍，低端車型是不會(huì)用熱泵的。第二，即使理論上外界無論如何都存在熱量，熱泵在極寒天氣下的運(yùn)行效率也是較差的，另外，當(dāng)車外溫度較低同時(shí)空氣中含有較多水分，則空氣中的水分會(huì)在車外表面結(jié)霜，結(jié)霜后的換熱裝置也不能再?gòu)耐饨绛h(huán)境有效地吸收熱量，導(dǎo)致熱泵空調(diào)無法繼續(xù)工作，所以一般熱泵系統(tǒng)在－10℃以下便無法正常工作。

總結(jié)：

綜合PTC和熱泵的特點(diǎn)，不考慮成本，效果最好的當(dāng)然是兩者結(jié)合，在環(huán)境溫度過低熱泵無法工作時(shí)，啟動(dòng)PTC作為備用熱源，但這是一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，需要電腦精確判斷PTC與熱泵什么時(shí)候同時(shí)工作，什么時(shí)候獨(dú)立工作，不同的工作模式還需要不同的管道，一系列的技術(shù)問題亟待解決。

目前看來，還沒有一種能同時(shí)實(shí)現(xiàn)低成本、高效率、低能耗解決方案，不過各個(gè)廠家也在努力中，像特斯拉Model Y上的Super bottle系統(tǒng)就擁有一個(gè)八通閥，讓空調(diào)不僅能搬運(yùn)外面的熱量，還能搬運(yùn)電池和電機(jī)的熱量，產(chǎn)生了多達(dá)12種工作模式，來應(yīng)付不同需求；當(dāng)然個(gè)別廠家也在研發(fā)二氧化碳熱泵空調(diào)系統(tǒng)，以及低溫增焓空調(diào)技術(shù)，－30℃依然可以工作，比如北汽新能源，不過還未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)化。

長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，熱泵技術(shù)有較大的發(fā)展?jié)摿ΓS著特斯拉全面向熱泵技術(shù)轉(zhuǎn)變，必然會(huì)帶動(dòng)更多新能源車企轉(zhuǎn)向熱泵方向，不過是在冷媒材質(zhì)還是在熱循環(huán)上做文章就要看各家的技術(shù)路線了，未來當(dāng)熱泵總體產(chǎn)能大幅增加時(shí)，其成本必然也會(huì)下降，在這之前，電動(dòng)車主能做的也只有等待了，冬天就多穿點(diǎn)吧。

來源：蓋世汽車