今天開頭不說廢話,直接告訴大家:因為冬天到了,所以我們就來聊一個應景的話題——熱泵空調。
熱泵空調是近年來廠家非常喜歡宣傳的一個概念,從沒上市的特斯拉Model Y、改款Model 3;到剛上市的大眾ID.4兄弟;以及上市已久的蔚來ES8和ES6、幾何C、榮威Ei5和MARVEL X等車型都宣傳過過自己的熱泵空調。
那麼為啥熱泵空調值得吹呢?因為對比另一種方案PTC空調,熱泵空調能耗低,對續航影響小。
想知道為什麼熱泵能耗低?得先從電動車如何制熱講起。大家知道燃油車主要靠發動機冷卻液的餘溫來制熱,由於發動機的熱效率普遍超不過50%,因此有大量餘熱可以給駕駛艙。
那麼電動車的電機呢?很不幸由於電機的效率動輒90%,那10%不到的餘熱實在不能讓你過的舒服。
因此有很多電動車採用PTC空調,這玩意可以簡單理解為吹風機,透過加熱電阻絲放出熱風。至於哪來的電加熱電阻,那當然要壓榨我們的電池啦。
你想想,吹頭髮的吹風機的功率也要1-2千瓦,更別說吹駕駛室的空調了。我們按2千瓦算,工作一小時耗電2千瓦時,參考我之前做的展示度電行駛里程的表,能發現十幾公里的續航就這麼沒了。
再舉個例子,宏光MINI EV這小車的電池才9千瓦時,一下子四分之一沒了,車主不得心梗了。
因此熱泵空調來了,它的原理就是家用空調,工作方式就是農夫山泉,即“我們不生產熱,我們只是大自然的搬運工”。
其實就是利用低沸點液體(冷媒)蒸發吸熱,液化放熱的原理,把外界的熱量搬到駕駛室。不要問我為什麼外面那麼冷哪來的熱讓你搬,人家低沸點液體覺得外面熱的很,馬上就沸騰了。
在瞭解了原理後我們發現,PTC是靠電產熱,效率再高也就是1:1產熱;而熱泵是搬運熱量,只要冷媒夠給力,就可以消耗同樣的電後搬過來更多的熱量。
明白了原理後,接下來我們看實測。電動邦找到了兩位YouTube上博主的實驗,其中一個影片放在下面了,英語好的朋友可以自己看一遍,懶得看的可以看我們的總結。
第一位博主將兩輛Model 3靜置於相同的環境下,其中一輛為最新款車型(2021款),搭載熱泵空調,另一輛(2019款)則是PTC空調。
隨後,將空調調至同一溫度,3小時後,他發現搭載PTC空調的Model 3掉電10%,透過計算得出單小時耗電2170瓦;搭載熱泵的車型則掉電3%,計算得出單小時耗電730瓦,相差三倍。
當然這位的實驗過程也有點搞笑,他給搭載PTC的特斯拉接了一個第三方軟體檢測能耗,結果3個小時過去了發現這軟體沒工作……
該博主採用的第三方測能耗軟體
當然這位博主的做法並不嚴謹,比如憑空就估計出舊款車型的電池電量為68kWh,以及最後發現舊款車型開了A/C而新款沒開等情況。但這位就是喜歡做這種不太嚴謹但是很吸引人的測試,因此這裡只給大家做個參考。
另一位博主則測試了動態駕駛情況下二車的耗電情況,他的結論是,在基本相似的行駛條件下(兩車速度相似,空調溫度相同),PTC空調總比熱泵空調多耗1-2kWh的電。
這位的測試方式是兩車一起行駛了近150公里,分階段報兩車的百公里平均電耗。
本表“行駛里程”一欄因原影片就很少展示,故出現個別沒有資料的情況
總結以上實測,能看出熱泵空調確實省電。
最絕的是,特斯拉還給新款Model 3搭載了PTC加熱(用的蓄電池的電),也就是熱泵制熱不夠的時候,你還能雙管齊下。
這套空調的核心理論是,在滿足乘員艙乘客舒適性需求的前提下,來採用COP(轉換熱量與輸入能量的比值)較高的模式執行,提高續航里程。即根據COP的值,來判斷熱泵系統參與加熱的程度,並啟動不同種類的加熱模式。
特斯拉不愧是特斯拉,為了實現上述操作,他們給自己的空調配了個八通閥,讓空調不僅能搬運外面的熱量,還能搬運電池和電機的熱量,產生了多達12種工作模式,來應付不同需求。
如果你去過擁有9個出口,坑死外地人的西安鐘樓地鐵站,那麼你一定能很快理解八通閥的工作原理。這玩意就是搭載霍格沃茨旋轉樓梯的鐘樓地鐵站,出口會旋轉來滿足不同的需求。
有趣的是,特斯拉還別出心裁地在八通閥蓋子上畫了個八爪魚。
總的來看,電動車想舒舒服服地制熱,還是要花不少心思的。從PTC到熱泵、還有特斯拉的PTC+熱泵,以及威馬別具一格的柴油機,和我們充電時偶遇的,自帶個“小爐子”的車主,廠家和使用者都在努力為冬天過的更舒服而奮鬥。或許再過幾年,就有更高效、更好用的新空調出現呢,大家可以再給電動車一些時間,相信它會做的更好。