[汽車(chē)之家 冷科技] 提起電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航問(wèn)題，我想無(wú)論車(chē)黑還是車(chē)托們都會(huì)承認(rèn)，這是人們對(duì)電動(dòng)車(chē)最關(guān)注的點(diǎn)之一。如何提高電動(dòng)車(chē)的續(xù)航是車(chē)企和供應(yīng)商們的重要課題。正因?yàn)檫@些研究，才有了制動(dòng)能量回收、才有了各種新式動(dòng)力電池。而在不久前，新能源市場(chǎng)上的領(lǐng)頭羊特斯拉也宣布了一項(xiàng)新的專(zhuān)利技術(shù)，這就是熱泵空調(diào)，馬斯克甚至專(zhuān)門(mén)在推特上炫耀自家的新技術(shù)。目前這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在特斯拉Model Y(參數(shù)|詢(xún)價(jià))上進(jìn)行了搭載，未來(lái)特斯拉將會(huì)在更多車(chē)型上應(yīng)用這個(gè)技術(shù)。為什么一個(gè)空調(diào)技術(shù)會(huì)得到馬斯克專(zhuān)門(mén)的吹捧，本期《冷科技》我們就來(lái)了解一下背后的故事。
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電動(dòng)車(chē)開(kāi)空調(diào)，里程直接減半？
特斯拉新專(zhuān)利讓你放心開(kāi)空調(diào)，里程不會(huì)掉？
好空調(diào)、格力造在汽車(chē)上也將實(shí)現(xiàn)？
『壹』電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航之空調(diào)綜合癥
癥狀：電動(dòng)車(chē)無(wú)穩(wěn)定熱源，采用PTC熱敏電阻，能耗巨大，極大地縮短了續(xù)航。
汽車(chē)空調(diào)絕對(duì)是汽車(chē)發(fā)明史上最有用的發(fā)明之一，它能讓我們的乘員艙冬暖夏涼，提高了駕乘的舒適度。
綜合來(lái)看，雖然空調(diào)在傳統(tǒng)燃油車(chē)上會(huì)消耗一定的動(dòng)力，但占比很小，對(duì)油耗的影響也有限，因此對(duì)于傳統(tǒng)燃油車(chē)，我們并不在意空調(diào)的消耗。
這些系統(tǒng)在工作時(shí)可以產(chǎn)生一定熱量，其中動(dòng)力電池產(chǎn)生的熱量最多，但這些熱量無(wú)法滿(mǎn)足空調(diào)的需求，因此傳統(tǒng)的電動(dòng)車(chē)上，并不會(huì)以這些熱量為空調(diào)暖風(fēng)的“源泉”，因此為了提供熱源，電動(dòng)車(chē)會(huì)額外的加入熱源零部件PTC。
PTC是指正溫度系數(shù)熱敏電阻，這種電阻和溫度是正相關(guān)的關(guān)系。也就是當(dāng)環(huán)境溫度降低，PTC的電阻也降低，這樣通電后，恒定電壓下，電流增大，通電的發(fā)熱量就會(huì)變大。
目前PTC加熱有兩種方案，水暖和風(fēng)暖。其差別就在于一個(gè)是通過(guò)PTC加熱冷卻液，再和散熱器進(jìn)行熱交換；而另一個(gè)是開(kāi)啟暖風(fēng)后，冷空氣直接和PTC進(jìn)行換熱，最終吹出暖風(fēng)。
一般情況下，PTC的功率會(huì)在6kW以?xún)?nèi)。對(duì)應(yīng)不同功能，系統(tǒng)會(huì)對(duì)PTC的功率進(jìn)行較為精準(zhǔn)的控制。比方說(shuō)，下雨天或者冬天的前擋風(fēng)玻璃除霜、除霧功能，大約需要提供2-3kw的功率，而如果進(jìn)行冷卻液加熱則需要PTC的功率達(dá)到6kW左右。目前一些價(jià)位較高的電動(dòng)車(chē)，還會(huì)布置雙PTC，因此在能耗方面的消耗是非常明顯的。
早期類(lèi)似北汽新能源的EV 200、長(zhǎng)安奔奔EV（上圖所示）等車(chē)型，由于本身續(xù)航里程就短，如果再開(kāi)啟暖風(fēng)，會(huì)對(duì)續(xù)航產(chǎn)生很大影響，這也是很多電動(dòng)車(chē)車(chē)主抱怨的地方。
『貳』你方唱罷我登場(chǎng)之熱泵空調(diào)
由于PTC技術(shù)的種種問(wèn)題，新的空調(diào)技術(shù)開(kāi)始出現(xiàn)，這就是熱泵空調(diào)。熱泵在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用還是比較多的，從技術(shù)上說(shuō)并不是“新物種”。但在汽車(chē)中還是比較罕見(jiàn)。這種空調(diào)主要以熱泵技術(shù)為核心，是目前為數(shù)不多的適用于電動(dòng)車(chē)制熱的有效技術(shù)。
特斯拉發(fā)布的這項(xiàng)技術(shù)就是一套基于熱泵的空調(diào)系統(tǒng)，想要了解這套系統(tǒng)，你得先了解熱泵空調(diào)的相關(guān)原理。
『汽車(chē)熱泵空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖』
理論上講，熱泵是一種將低位熱源的熱能強(qiáng)制轉(zhuǎn)移到高位熱源的空調(diào)裝置。你可以將其理解為水泵的原理。春天到了，我們會(huì)把處于低位的河水通過(guò)管道在水泵的作用下抽到田間地頭。熱泵也是如此，它是熱量的“搬運(yùn)工”，可以把低溫“物體”（包括氣體、液體）的熱量吸收出來(lái)傳遞到工質(zhì)內(nèi)，再通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)對(duì)工質(zhì)的壓縮使其升溫，最終將高溫工質(zhì)通過(guò)冷凝器和車(chē)內(nèi)空氣進(jìn)行換熱，實(shí)現(xiàn)暖風(fēng)的功能。（夏天通過(guò)改變熱轉(zhuǎn)換的方向，從乘員艙吸收熱量進(jìn)行制冷。）整個(gè)過(guò)程中，電池的電能只應(yīng)用在“搬運(yùn)”熱量上，從而達(dá)到省電的初衷。
『叁』特斯拉并不是第一個(gè)吃螃蟹的人
熱泵空調(diào)有這樣的優(yōu)勢(shì)，傳統(tǒng)車(chē)企們自然不會(huì)視而不見(jiàn)，尤其是外國(guó)品牌，它們大概已經(jīng)有了5-8年的積累和實(shí)際驗(yàn)證。
比如日產(chǎn)的Leaf、豐田的普銳斯以及寶馬的i系列車(chē)型等。國(guó)產(chǎn)品牌則是在近幾年開(kāi)始發(fā)力，上汽集團(tuán)和長(zhǎng)安應(yīng)用的較多，比如上汽的榮威Ei5等車(chē)型都應(yīng)用了熱泵空調(diào)。特斯拉雖然大力宣傳自己的熱泵技術(shù)，但在之前的Model 3或者更早的車(chē)型都是傳統(tǒng)的PTC技術(shù)，這次的Model Y是特斯拉品牌第一款搭載熱泵技術(shù)的車(chē)型。
從這些已經(jīng)搭載熱泵技術(shù)的車(chē)型上，我們可以更進(jìn)一步看到熱泵技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的樣子。整個(gè)系統(tǒng)由四個(gè)核心零部件組成，分別是：電動(dòng)壓縮機(jī)、四通換向閥、換熱器和電子膨脹閥。它的工作過(guò)程可以用下面這張圖進(jìn)行說(shuō)明。
除了特斯拉之外，都是應(yīng)用這這種熱泵空調(diào)的方案。可以看到，其熱源就是來(lái)自環(huán)境的熱量，那么可想而知，熱泵空調(diào)是和環(huán)境溫度息息相關(guān)的。如果外界氣溫過(guò)低（低于0℃），可能會(huì)造成進(jìn)氣格柵位置的換熱器被冰霜覆蓋的情況，因此影響對(duì)外界熱量的吸收，從而導(dǎo)致熱泵空調(diào)換熱銷(xiāo)量變低。因此目前實(shí)際裝車(chē)時(shí)，還會(huì)加入小部分的PTC，作為輔助加熱器。