电动车冬天不敢开空调？热泵热管理系统了解一下

本期我们邀请了资深汽车电子专家辣笔小星为各位讲解：

冬季续航打折有办法解决吗？

要引入热泵系统其最主要的动因就是纯电动汽车或者支持纯电行驶的插电式混动汽车不能再继续使用发动机作为稳定的热源用于制热，因此在引入热泵系统之前，电动汽车的空调系统制热功能主要由电加热器，又称PTC(Positive Temperature Coefficient)电阻加热器完成，要知道直接用电加热得到的热量会大大降低电池的电量和行驶里程。如下图所示根据统计，当冬季行驶打开基于电加热的空调制热功能时，几乎一半的电量都用于制热，而仅剩一半的电量用于行驶，使用热泵系统制热则行驶里程大幅提升。

那么又有哪些电动车正在使用电加热技术的空调系统呢？从下图中可以看到整个热管理管路分为左右两套，左边包括一套高温管路和一套低温管路，右边则是另一套低温管路，在高温管路中就可以看到所使用的高压电加热模块PTC Heater，用来给车厢内提供空调制热功能，相应的2012年款的日产电动车LEAF和特斯拉Model S都使用了一款6kW的电加热模块用于制热。

其实热泵热管理系统中，虽然通过多个泵Pumps和阀Valves控制，并没有一种部件称为热泵Heat Pump，其被称之为热泵，因为热泵系统具有类似水泵将水从低处搬运到高处的特性，整个热泵系统可以把热量从温度低的地方搬用到温度高的地方。例如在夏季，热泵系统并不是把车外的低温送进来，相反的是把车内的热量搬向车外，从而达到制冷效果。

相应的，在冬季制热时，热泵系统把车外的热量送到车内，那可能大家又要问了，车外零下几十度的话也有热量可以输送进来吗？前面说过了，即使是零下几十度的温度下还是存在热量的，有热量就可以被搬运。

那么热泵系统到底要怎样才能被应用到汽车空调系统中呢？如下图所示，热泵系统就是通过电动压缩机1将外部环境温度中的热量2吸取并输送到车厢内3进行制热的过程。

具体的过程如下图所示：

1.热量从环境中被吸取进热泵系统；

2.热量被压缩并被加热；

3.热量被用来加热车厢内的冷空气并使其升温；

4.加热后的空气被送入车厢内；

5.减压后的热量被转化成低温热量排出车外。

热泵系统需要兼顾制热和制冷两种工况，制冷模式下的车内蒸发器在制热模式下用作冷凝器，相应的制冷模式下的车外冷凝器在制热模式下用作蒸发器。

那么现在都有哪些电动车型使用了热泵系统呢？大众e-Golf高尔夫纯电动版在美国市场可以加装的热泵空调系统，如下图为奥迪R8 e-tron纯电动版所使用的热泵空调系统，同时宝马称其i3电动汽车也使用了热泵空调系统。

下图为2013款的雷诺Zoe纯电动车，所使用的是来自日本电装Denso的热泵空调系统，此系统也被用在了2013年以后的日产LEAF上，这套热泵系统使用编号10、11的两套电磁阀来控制管路内制冷剂的流向。而编号5的蒸发器和编号4的冷凝器都放置在靠近车厢的一侧，仅仅靠编号4冷凝器上的挡板来控制空气是否仅流过蒸发器而变成冷风的制冷模式，还是让空气流过冷凝器而变成热风的制热模式。相应地，发动机舱前部的外部热交换器1则要在制冷模式下作为冷凝器，在制热模式下作为蒸发器。这样，整个空调系统就需要编号1、4、5三个热交换器，系统变得复杂了一些，但是为了汽车发动机舱高温震动环境部件可靠性的考虑还是值得的，在这套热泵系统中，1kW的电力可以产生3kW的制冷效果和2kW的制热效果。

希望以上的内容能够帮助你了解新能源汽车热泵热管理系统制热原理，也希望它在增加续航里程的同时提升你的新能源汽车用车体验。

未经授权，禁止转载。

·END·