续航有保证,和棉被说拜拜!特斯拉Model Y的热泵有何奥秘?

北方冬季续航的保证!关于特斯拉Model Y的热泵奥秘

在这个寒冷的冬季,相信现在有不少电动车车主都已深陷冬季续航缩水的苦恼,一方面是因为锂电池在低温状态下,性能本身就会衰减。另一方面,这其实和电动车的空调系统有直接的关系。寒冷冬天空调必不可少,如果您在选车的时候注意挑选了采用热泵空调的车型,那冬天的续航缩水就不会那么夸张了。特斯拉也在最新的车型上搭载了拥有专利技术的组合式热泵空调。本期车事新知,来聊聊决定电动车冬季续航的关键部件,空调。

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传统的燃油车发动机工作就会产生大量的热量,冬季只需要使用鼓风机将发动机产生的热量吹入车内就能满足供暖需求。然而放到电动车上,即便是产热量最多的动力电池,也无法满足车内暖风的需求。所以对于电动车来讲就需要增加额外的热源,目前主要的制热方式主要分为PTC和热泵空调两种。

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热泵空调利用了热交换原理,整个制热过程与我们日常使用空调制冷的运转方向相反,就好比把吹热气的室外机和吹冷气的室内机调换一个位置。制热时,气体氟利昂被电动压缩机加压成为高温高压气体,经过冷凝器,冷凝液化放热成为液体,同时对车内空气进行加热。而冷凝后的液体又会流经蒸发器,吸收外部环境中的热量,成为气体氟利昂再次进入压缩机开始循环。

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目前大部分电动车所采用的制热方式都是PTC空调,它的缺点很明显,就是耗电量大。这是因为根据热力学第一定律:热量可以从一个物体传递到另一个物体,也可以与机械能或其他能量互相转换,但是在转换过程中,能量的总值保持不变。PTC空调会将电能全部转化为热能,所以效率约为100%。而热泵空调的优势就是它的效率更高。电能、氟利昂自身能量以及从外界吸收的能量都会转化为最终的热能,效率约为300%,产生同样的热量,能耗却只有传统PTC空调的三分之一。

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市面上普遍使用的6kW PTC空调,冬季空调制热一小时会消耗6kWh的电。以电池包70kWh,NEDC续航500km的电动车来计算,空调每小时会消耗8.6%的电量,也就是续航会减少43km,可见大部分电动车采用的PTC空调是个“耗电大户”,严重影响了车辆的续航里程,难怪有很多电动车车主冬天都穿着羽绒服,盖着棉被也不愿意开空调。而热泵空调每小时续航仅会减少14km,对续航的影响非常小,可以有效避免大幅掉电产生的续航焦虑。

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前面我们知道了PTC空调的缺点就是耗电量大,但是由于其有着结构简单、成本低廉以及出热快的多方面优势,所以目前大部分电动车热风均采用PTC空调。而热泵空调虽然制热效率很高,但它也有明显的缺点,原因之一就是它的成本非常高,早期的成本高达1万多元,即使是现在价格也要3000元左右,比PTC空调要贵很多。

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另一方面原因就是热泵空调在温度低于-10℃以下时,很难从外界获取热量,制热的效率明显降低,很满足车内的供暖需求。不过特斯拉Model Y针对性的搭载了热泵+PTC组合式空调,在车辆启动温度过低时,首先使用PTC对车辆进行辅助加热,待车辆运转后,依靠电机、电池包等产热部件,热泵空调便可以正常高效的为车内供热。可以说在保证制热效果的同时尽可能的高效节能,减少对续航的损失,让热泵空调的适用范围更大。

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随着应用热泵空调的车型逐渐变多,目前整个热泵系统已经成为体系,热泵空调的成本也会逐渐下降。未来,热泵空调将进一步普及,成为更多车企解决冬季车辆续航缩水的重要手段。而目前如果您生活在北方城市,选择电动车时,不妨留意挑选采用热泵空调的车型,一定能让你的冬季续航更有保障!

撰文:头条号 @网上车市

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