冬天电动车开空调续航缩水，为什么大众ID.4不怕？

【EV视界报道】每当冬季来临，如果北方的电动车主能肆无忌惮地在车里开空调吹暖风，那么电动车的春天也就真正到来了。

电动车冬天低温续航里程打折问题，究其原因首先是电芯性能在低温时下降，同时制热比制冷能耗更大，还有动力系统效率的降低，制动能量回馈功能基本丧失，还有里程预估精度下降，很容易让人陷入里程焦虑，这就需要提高电动车的节能水平。

当然，如果你有一个续航特别长的车，里程打点折也不怕。但市面上的主流车型续航基本都在400-600km左右，怀着与车主们同样的关切，最近，EV视界来到了大众汽车培训学院，向相关技术人员了解了大众ID.4是怎么斤斤计较、能省则省地增加续航，缓解焦虑的。

利器1：首次使用CO2热泵系统

为了提高驾驶舒适感，空调早就成为汽车的标配。燃油车依靠发动机多余的热量供热，对续航的影响基本忽略不计。而纯电动汽车的空调需要电池包供电，开空调会增加电耗，导致续航里程降低。尤其是冬季的需求更高，给续航带来很大的挑战。

ID.4是大众耗时五年多研发的MEB纯电动平台引入中国并实现国产化的首款SUV车型，在20-25万元的合资电动SUV细分市场性价比竞争力比较强。从NEDC续航里程看，入门车型续航约为400km，其他版本都超过500km，最高在550km以上。 

电池热管理系统效能优化，包括PTC加热器、热泵空调、电机激励加热等。在大众ID.4身上，配备了一个对电动车来说非常实用的选装包——CO2热泵，采用二氧化碳热泵系统在冬天可以有效提高冬季续航里程，这是一个解决电动车环境适应性问题的重要技术方向。

目前市面在售的电动车主要以PTC空调为主，采用电阻通电加热方式制热，消耗1kWh电能可产生1kWh热量，实际传导热量小于1kWh，PTC额定功率在2kW以上，最高达到5-6kW。以主流紧凑级轿车为例，平均1度电里程8.04km/kWh，也就是说开一小时PTC空调，至少消耗16km续航里程，直接导致了电动车主在冬季“不敢开空调”，体验很不好。

在这种情况下，热泵空调应运而生，它的工作方式说白了就是“我们不生产热，我们只是热量的搬运工”，通过介质状态的转换，消耗一定电量将车外的热量搬运到车内采暖。热泵空调消耗1kW的电量可搬运2-3kW的热量。因此，使用热泵制热的能量转换效率比PTC加热方式更高，节约的电能可以驱动车辆行驶，减少冬季工况对续航里程的不利影响。

基于全球环保需要，各国逐步禁用R134a作为汽车空调制冷剂，欧盟早在2017年就已经禁用，我们国家预计到2024年也将禁用，而主要的替代制冷剂是R1234yf和CO2（型号为R744）。

CO2在标准大气压下的沸点比R134a和R1234yf更低，因此在寒冷天气下制热效率更高，相比R134a和R1234yf，以CO2作为制冷剂最为环保，同时完全无毒，且后续使用无需回收，此外还有许多其它优点：比如无色、不可燃、无腐蚀作用，二氧化碳在自然界大量存在，成本低廉，分子量小，单位质量制冷量大，压缩机尺寸小等等。 

大众汽车根据欧洲e-Golf和Golf GTE的售后调研发现，用户对夏季及冬季开启空调后续航里程的差异比较敏感，冬季开空调后耗电量剧增。大众MEB平台就选择了CO2作为空调制冷剂，大众ID.4的新一代CO2热泵空调在低温环境下具有更好的热力性能。

传统的制冷剂R-134a热泵只能在-5℃以上环境中制热，改进后的R1234yf热泵工作温度可以降低至-15℃，但制热性能下降，而CO2热泵在-20℃环境下依旧保持良好的制热效果，可省掉PTC制热，进而增加续航里程。有测试表明，在-7摄氏度时，CO2热泵系统相较于PTC制热可提升28%，也就是增加约63km的续航里程。  

以欧洲WLTP工况来比较，如果一台电动车的标准续航里程是402km，在环境温度0℃时，PTC空调供暖的续航里程是260km；采用常规R1234yf制冷剂的热泵空调供暖，续航里程可以提升17%，达到305km；而采用R744制冷剂的CO2热泵空调，续航里程可以在此基础上再提升16km，达到321km。可以看出，R744热泵空调对续航里程的影响明显小于其他两类空调系统。

那么，ID.4的热泵空调是怎么运作的呢？

R744空调装置由蒸发器、蒸发器回流管（低压）、蒸发器进流管（低压）、加热气体冷却器回流管（高压）、加热气体冷却器进流管（高压）、R744加热气体冷却器以及高电压加热器（PTC）ZX17共同组成。

在低温情况下，如果需要快速提升车内温度，选装R744空调热泵系统和PTC加热器将共同工作，PTC加热装置会随车内温度的提升逐渐降低加热功率，最终由热泵系统完全接手。

R744热泵具备8个电磁阀装置，由5个截止阀(ASV)和3个膨胀阀(EXV)构成。通过8个电磁阀不同的组合工作方式，可以实现4种制冷模式和3种加热模式场景的切换，制冷剂可以改变流动路径，依靠布置在空调管路上的4组阀体的打开或关闭，满足用户的不同要求。

制冷及冷却运行包括：车内单独制冷、车内制冷及电池冷却、电池单独冷却及车内再加热或者除湿；

车内加热升温运行包括：单独通过空气热泵升温，通过空气及冷却液热泵升温，以及单独通过冷却液热泵升温。

R744空调装置预装两套滤芯，外部空气经过一级普通滤芯过滤后，再经过二级活性炭滤芯过滤。因此日常用车时，活性炭滤芯的更换频率较低，能给车主省去不少钱。另外，活性炭滤芯还可更换为过敏原滤芯。

热泵空调技术仍在快速进步中，在先天低功耗的优势基础上，制热速度也在逐步提升。大众ID.4是目前首款带CO2热泵空调的量产纯电SUV，相信会带动更多车企转向热泵技术，更好的解决低温续航缩水问题。

利器2：全新制动系统，重新发明鼓式后刹

ID系列车型改变了玩法，既保留了大众汽车的传统，又展现出创新的一面。ID.4采用的前盘后鼓配置，也能让电动助力系统“省点电”，从而增加续航。

我们在培训学员现场看到的是一台一汽-大众ID.4 CROZZ高性能PRIME四驱版，制动由电机能量再生制动和机械制动器共同实现，前轮采用18寸盘式制动器，后轮采用全新设计的11寸鼓式制动器，并带有电子驻车制动器的驻车电机。

鼓式制动器采用半密封的封装形式，耐腐蚀性能更好，传统盘式制动器的剩余制动力矩为4Nm/车桥，而ID.4的鼓式刹车器装备弹簧复位装置，可以将剩余制动力矩降到0Nm/车桥，说白了就是能减少对续航里程的不利影响，大约从3.3km到大约13.2km。

相比传统盘式制动摩擦片7.5万公里的使用寿命，鼓式刹车摩擦片的寿命约为15万公里或更长，这样更换成本更低，让电动车维保成本低的特性发挥的淋漓尽致。

此外，ID.4车型的左右两个电子驻车制动器（EPB）分别由ESC和eBKV两套系统控制，供应商是德国大陆，这种冗余设计理念能够有效保证系统的可靠性，提供稳定安全的驻车功能。

内行看门道，外行看热闹。德国大陆集团方面表示，从纯电动与燃油车的区别让鼓刹的优势变得更明显，劣势也被削弱。 

大众ID.4不是采用全新设计后轮鼓刹方案的唯一一台车，全球MEB平台的所有车型都会使用这套装置，国内国外一直同仁，就连奥迪的电动车型也会用，所以这边建议不要用旧思维去揣摩。

百度营销发布了《百度营销新能源汽车行业洞察报告》显示，越来越多的用户现在更注重“用起来省心”，续航能力、电池安全、充电便捷、用户成本及售后服务仍是最受关注的焦点问题。 

通过像大众汽车这样的车企的用心研发，电动汽车正在以肉眼可见的速度追赶燃油车，通过电池热管理系统的效能优化，车主们在冬天随便开空调的愿望也在慢慢实现。