特斯拉制热怎么解决的***_特斯拉制热怎么解决的

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    近日,买车网从外媒获悉,特斯拉Model?Y车型将增设电动热泵系统,使该车的内部始终处于一个合适的温度区间,能够更好的适应冬天环境。

    据悉,不少车型在冬天会通过使用电池制热,并保持电池处于合理的温度区间,能够有效增加车辆的冬季续航里程。但是,使用PTC电阻加热的过程中,本身就需要大量电能,同样会使续航里程缩短。

    因此,特斯拉决定不是用常规的方式进行制热,而通过在Model?Y上安装一个热泵的方式来给电池系统提供热量。热泵的工作原理与空调机类似,通过换向阀,使机组能够逆转制冷剂的流动,产生热量。

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    (图片来源网络,侵删)

    同时需要注意的是,热泵并不能产生热量,而是通过系统将热空气输送至特定区域压缩机利用电力将制冷剂输送到系统各处,并在外部捕捉热量,然后将热量输送至车辆内部,并且这种热泵仅用1千瓦的电能就能产生3千瓦的热能,制热效率很是高效。据悉,通过加装热泵设备后,Model?Y在冬天时受环境的影响程度将会大大降低。

    本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

    文/田忠朝

    很多人,家里明明有冷暖空调,但到了冬天还是用电暖器取暖,问为什么不开空调?

    答曰空调费电。

    其实这是一个被大家争论了很久的话题:

    一台2匹(2kW)的空调与一台2kW的电暖器,到底谁更省电?

    很多人选后者,因为空调外机要消耗电能转化为机械能,而电暖器是几乎100%的将电能转化为热能,没有能量浪费,所以电暖器更省电。

    但是我要很明确的告诉你,只要温度不是低于-10℃,空调更省电。

    因为这两者的制热方式不同,空调是通过热交换(即热泵)的方式,将外界热量压入室内,将室内冷空气排除,与夏天制冷刚好相反;而电暖器是通过PTC(Positive?Temperature?Coefficient)热敏电阻直接加热冷空气。

    简单来说,空调消耗的电能主要用于驱动压缩机和风扇从外界交换热量,单位时间内,一台2匹的空调甚至能交换到6kW的热量,效率是300%;而一台2kW的电暖器只能产生2kW的热量,效率是100%。

    再来说说纯电动车空调制热方式

    同样的,目前纯电动汽车空调也有这两种制热方式:热泵和PTC。

    但主流的还是PTC,低端电动车和一些中高端电动车都在用,依赖电池包电能加热。

    例如蔚来ES8甚至装了两台PTC加热器,前排额定功率5.5kW,后排3.7kW。***设两台PTC同时工作的功率为7kW(一般电动车的PTC都有6kW),那么制热一小时就要消耗7度电。

    用ES8?电池包70kWh,续航355km来计算,空调每小时就要消耗10%的电量,即续航减少35km。

    这也是为什么ES8冬天掉电比ES6快的原因,因为ES6***用了热泵空调。

    可能有人想问,那能不能把PTC功率设计小一点,这样省电一点?

    不能。因为我国对量产车有一些标准规范,例如,前挡风主驾视野区域要在20分钟内除霜达到80%。这种标准下,PTC功率小于3kW就很难达到要求,特别是对于ES8这种大空间的车来说,PTC功率需要更大。

    既然热泵空调这么好为什么主流电动车不***用?

    虽然PTC耗电量大,但PTC的优点也很明显,结构简单,成本低,出热快,电动车冬天一开启就能出热风,很多人就喜欢电动车这一点,而燃油车冬天通常要等发动机温度上来了才会有热风。

    当然,PTC的优点就是热泵的缺点。

    例如成本。国内最早***用热泵空调的是上汽荣威,据上汽工程师透露,荣威Ei5的热泵空调成本早先高达一万多元。

    即使现在热泵空调价格已经降到三千元左右了,也依然比PTC贵上千元左右,这是一笔不小的成本。?

    此外,热泵空调还受温度制约,一般来说,外界温度低于-10℃时(不排除有些中央空调通过增焓技术可以从更低的温度中获取热量),热泵从外界获取热量的效率明显降低,此时空调制热主要还是要靠电***加热,即PTC方式。

    所以在东北地区,冬天开空调就不划算了,首选暖气,其次是电暖。

    那么特斯拉Model?Y的热泵技术有何不同?

    此前特斯拉从Roadster到最新的Model?3,乘员舱和电池基本上都是***用PTC电加热方案,为什么到Model?Y会改为热泵方案?

    Youtube上有播客认为,早期特斯拉主要市场在加州本部地区,冬天最冷时也在0℃以上,冬夏续航里程变化不大。但如今特斯拉远销全球,特别是环保意识高的北欧,天气寒冷,PTC制热对电动车续航影响就非常明显。

    美国消费者报告在2019年2月测试显示,在室外-20摄氏度左右天气中,Model?3实际跑64英里情况下,掉电121英里。也就是说,在这种气候下,续航要折损近一半。

    所以特斯拉不得不考虑***用热效率更高的热泵技术。

    此外还有一个原因,每一项技术的应用都是一个成本与功能平衡的结果。此前热泵成本高,结构复杂,PTC自然是性价比之选。但随着Model?3上更多集成技术的实现,例如液冷系统中的superbottle,特斯拉已经有解决一些复杂集成系统的经验和方案了。

    事实上这也是Model?Y热泵空调的先进之处,相比宝马i3、捷豹I-PACE、奥迪?e-tron、荣威Marvel?X、蔚来ES6等热泵车型来说,Model?Y在热泵与整车的集成上可能做得更进一步。

    什么意思?

    前面提到了,热泵在低温下效率会降低甚至失效,但Model?Y的热泵系统对热能的摄取会更精细一些。

    简单来说,当外界温度低于阀值时,Model?Y可能只是在启动之前需要PTC加热电池,但车辆运行后就不需要PTC了,此时热泵会从电机、电控、电池包等主要产热部件摄取热量输送到乘员舱,依然高效制热。

    这是一个很复杂的组合,需要电脑精确判断PTC与热泵什么时候同时工作,什么时候独立工作,同时不同的工作模式需要不同的管道系统,而Model?Y通过一个8向换向阀就控制各种模式下热量的转移路径。

    据说特斯拉甚至还在***针对风扇,***用类似控制电机的PWM(交流电压)无极调速取代传统的电阻调速,因为电阻会发热消耗电量。

    总之,特斯拉就是想通过一切数字化硬件手段,建立一个缜密的“热能产生与回收系统”,基本做到能量自产自销,不向外界宣泄,这才是智能汽车的进化方向。

    那么可以想象,当特斯拉攻克了热泵空调低温效率低的问题,会有越来越多的纯电动车企跟进,未来PTC被淘汰是必然的,现在买电动车,在南方使用还无所谓,如果在北方,你就要重点考虑一下空调技术这个影响续航的重要因素了。

    本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

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