「汽车人」热泵上车，一级供应商心凉

Model Y的创新不是使用热泵，而是精细管理，榨取热泵的所有能力。更重要的是，特斯拉打破了Tier1供应商提供软硬一体解决方案的行业惯例。

文/《汽车人》黄耀鹏

刚过去的冬天，社交媒体讨论“电动车续航”话题的热度达到空前的程度。电动车渗透率提高到5%、掌握社交媒体话语权的年轻人购买电动车更多、磷酸铁锂（LFP）第一次大规模搭载乘用车，都在不同程度上为热度提升做了贡献。

截至2020年底，全国新能源乘用车在用492万辆，其中纯电动车400万辆。这个问题已经大到无法忽视的地步。

“北方冬季续航体验”，简单一句话、四个词，让电动车企心累堵肺肝颤胃痛，五脏四不顺。现在矛盾集中到如此程度，若在这个环节不能压倒对手，伺候好消费者，就别想经营“高端电动车”的品牌设定。但凡有志于此的新势力和传统车企们，无不为此殚精竭虑。

舆论的呼声，监管部门自然知晓。年初的时候，工信部副部长辛国斌就协同装备司专门召开了“电动汽车低温使用问题研讨会”。作为主管部门来真的，表明这个问题消费者都在关注。

会上，工信部称要“明确低温环境产品性能和技术要求，加强产品准入和生产一致性检查”。监管介入，就不再是单纯企业掌控的技术问题，有变成产品标准的症候。

现阶段，纯电动车制热办法无非三条路：PTC、热泵、燃油加热。

PTC是掉续航的一大原因

在传统燃油车上，制热不是问题，发动机热效率通常不超过40%，其余都以热量方式散发，只要收集起来导入座舱即可，不额外消耗燃料（除了风机用电）。到了纯电动车身上，就要了亲命了。

电动车的电机热效率高达90%，多余热量很少（高功率阶段一般只能持续几十秒），车上没有其他热源，这是EV痛点。客户要么心疼续航、“重装”驾乘；要么大胆制热，里程刷刷掉，两者体验都比较差。

导致掉里程的主要是PTC，学名叫“正温度系数热敏电阻”，不了解这个词也不要紧，反正知道这玩意是一个大号电加热器就行了。那么问题来了，PTC工作需要消耗宝贵的电池蓄能，其效率不会超过100%。如果一辆车百公里耗电15KWh，那么一个2KW的PTC，全功率工作1小时，就会掉13公里续航。再加上冬天导致电池性能缩水（锂离子固有特性），对续航的折损雪上加霜。

磷酸铁锂电池（LFP）本身的充放电曲线很平，这让工程师很头疼，只能让电池管理系统（BMS）保留更多的可用能量，用来应对极端工况（譬如深踩油门）。这样一来，在客户看来，磷酸铁锂电池冬天表现更差。

当然工艺上可以优化一下，譬如极片薄一点、导电剂性能好点、电解液更耐低温一点，但功率和能量是跷跷板。BMS工程师也很无奈呀，不可能两者同时做上去。

热泵真的香吗？

用了磷酸铁锂方案，就更呼唤高效加热方案。电池热管理本文不谈，重点是伺候好客户。2018年的时候，热泵上车还算“黑科技”（东北的冬季热水供应早就用了），但几个大厂用了之后都说很香，也就流行起来了。这几年，日产Leaf、丰田普锐斯、宝马i系列车型都上了热泵，可见热泵也可以用于混动。国内上汽、长安也都有使用。

热泵原理不复杂，没听说过“逆卡诺效应”也没关系，热泵不产生热，只是热量的“搬运工”。它利用工质挥发，能将外部热量导入车内（哪怕外面温度更低），相当于反向空调。

热泵表现好的时候，效率可以高达300%，也就是提供3焦耳能量，本身只消耗1焦耳。当然，它有最佳工作温度区间。0度以上，热泵表现很出色；到了-10℃-0℃，效率在1-2之间，差强人意；到了-10℃以下，热泵失能，不干活了。

北京冬季最冷的时候，或者在东北西北高纬地区，热泵方案就不香了。事实上，在这些地区，电动车本身也不讨喜。

没有完美方案

1月份交付首批的特斯拉国产Model Y，抛弃了Model 3的高压PTC（等等党又胜利了），改为热泵+低压PTC，而且把电池、功率电子、驱动系统和整车系统回路做成一体。作为热策略集成度最高的车型，Model Y能解决低温掉续航的大问题吗？

国产Model Y让热泵唱主角，节约电力；环境温度低于-10℃的时候，让PTC顶上。看似很完美对不对？实际策略还是有点复杂。

比如车主已经预定半小时后出发，电池和座舱都需要加热。热泵优先为电池PACK加热，当PACK温度上来了（这么说很粗糙），然后切换重点，热泵从PACK中取热，给座舱加热。

如果温度很低（比如-30℃）怎么办？特斯拉将空调压缩机当加热器来用，必须提前1小时启动预热，还是让电池温度PACK先上来。这时候尽管环境温度还很冷，但是PACK又可以取热了，热泵处于高效区，于是工作过程重复上一条。

如果车主临时决定出门，整车在外面又冻透了，该咋办？低压PTC只能勉为其难地顶上，这时候续航和体验就不用看了。

国外的Model Y据说居然砍掉了PTC，在-10℃以下的时候，热泵不工作，热交换器（相当于空调外机）都结霜了，座舱根本不加温，引发客户抱怨。国产Model Y显然吸取了这个教训。

不过，压缩机的效率比PTC还要差，续航还是不可避免地多掉一些。Model Y的实践表明，EV面对低温环境仍然没有太好的办法，里程折损和体验，只能顾一头。如果温度太低（-30℃），两个都保不住，车子只能达到勉强能开的程度。

特斯拉创新，逼死Tier1

Model Y的创新不是使用热泵，而是精细管理（12种工作模式），榨取热泵的所有能力。这不仅体现在八向换向阀这样的硬件上，更重要的是，特斯拉将Tier1供应商逼到角落里去了。

传统上，Tier1供应商提供整个空调、制热方案，主机厂提出技术指标（任务书），验收采购了事。现在，特斯拉穿透了整个空调系统，将硬件制造压制在零件级，空调、热泵和整车系统（包含BMS、动能回收、PACK热能收集）整合在一起，然后用数字化管理硬件，从算力平台上分发策略给系统，打破了Tier1供应商提供软硬一体解决方案的行业惯例。

如果整车厂都像特斯拉这么干下去，就没有什么Tier1供应商了，只剩下Tier2硬件供应商，剩下的由主机厂一把抓。所谓智能化汽车，发展起来先革了Tier1的命。

在热泵上车的过程中，我们窥见了这一趋势，Tier1必须开始为前途担忧了，不局限于空调和热管理供应商。（文/《汽车人》黄耀鹏）【版权声明】本文系《汽车人》独家原创稿件，版权为《汽车人》所有。