在北方開新能源電動(dòng)車朋友反映一到冬天續(xù)航里程大幅降低。造成不敢開空調(diào)制熱，只能在車廂里忍受嚴(yán)寒而瑟瑟發(fā)抖。直接導(dǎo)致對(duì)新能源汽車的體驗(yàn)極差。大家都知道我們這條命在夏天時(shí)空調(diào)給的，在冬天就是暖氣給的。那么今天一起隨小星來(lái)了解一下新能源汽車的熱泵熱管理系統(tǒng)，以及它是怎么提升新能源汽車體驗(yàn)的吧。

↑冬日續(xù)航里程比較

要引入熱泵系統(tǒng)其最主要的動(dòng)因就是純電動(dòng)汽車或者支持純電行駛的插電式混動(dòng)汽車不能再繼續(xù)使用發(fā)動(dòng)機(jī)作為穩(wěn)定的熱源用于制熱。因此在引入熱泵系統(tǒng)之前，電動(dòng)汽車的空調(diào)系統(tǒng)制熱功能主要由電加熱器，又稱電阻PTC（Positive Temperature Coefficient）加熱器完成。而要知道直接用電加熱得到的熱量會(huì)大大降低電池的電量和行駛里程。如下圖所示根據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)冬季行駛打開基于電加熱的空調(diào)制熱功能時(shí)，幾乎一半的電量都用于制熱。而僅剩一半的電量用于行駛。而使用熱泵系統(tǒng)制熱則行駛里程大幅提升。

↑大眾Golf GTE高壓電加熱模塊PTC Heater

那么又有哪些電動(dòng)車正在使用電加熱技術(shù)的空調(diào)系統(tǒng)呢？如下圖是大眾Golf GTE高爾夫插電混動(dòng)版所使用的熱管理系統(tǒng)管路示意圖。從圖中可以看到整個(gè)熱管理管路分為左右兩套，左邊包括一套高溫管路和一套低溫管路。而右邊則是另一套低溫管路。而在高溫管路中就可以看到所使用的高壓電加熱模塊PTC Heater，用來(lái)給車廂內(nèi)提供空調(diào)制熱功能。相應(yīng)的2012年款的日產(chǎn)電動(dòng)車LEAF和特斯拉Model S都使用了一款6kW的電加熱模塊用于制熱。

↑大眾Golf GTE熱管理管路圖

其實(shí)熱泵熱管理系統(tǒng)中，雖然通過多個(gè)泵Pumps和閥Valves控制，并沒有一種部件稱為熱泵Heat Pump。其被稱之為熱泵，因?yàn)闊岜孟到y(tǒng)具有類似水泵將水從低處搬運(yùn)到高處的特性，整個(gè)熱泵系統(tǒng)可以把熱量從溫度低的地方搬用到溫度高的地方。例如在夏季，熱泵系統(tǒng)并不是把車外的低溫送進(jìn)來(lái)，相反的是把車內(nèi)的熱量搬向車外。從而達(dá)到制冷效果。

↑熱泵熱管理系統(tǒng)制冷模式

相應(yīng)的，在冬季制熱時(shí)，熱泵系統(tǒng)把車外的熱量送到車內(nèi)。那可能大家又要問了，車外零下幾十度的話也有熱量可以輸送進(jìn)來(lái)嗎？前面說(shuō)過了，即使是零下幾十度的溫度下還是存在熱量的。有熱量就可以被搬運(yùn)。

↑熱泵熱管理系統(tǒng)制熱模式

那么熱泵系統(tǒng)到底要怎樣才能被應(yīng)用到汽車空調(diào)系統(tǒng)中呢？如下圖所示，熱泵系統(tǒng)就是通過電動(dòng)壓縮機(jī)1將外部環(huán)境溫度中的熱量2吸取并輸送到車廂內(nèi)3進(jìn)行制熱的過程。

↑熱泵熱管理系統(tǒng)原理介紹

具體的過程如下圖所示，1.熱量從環(huán)境中被吸取進(jìn)熱泵系統(tǒng)，2.熱量被壓縮并被加熱，3.熱量被用來(lái)加熱車廂內(nèi)的冷空氣并使其升溫，4.加熱后的空氣被送入車廂內(nèi)，5.減壓后的熱量被轉(zhuǎn)化成低溫?zé)崃颗懦鲕囃?。熱泵系統(tǒng)需要兼顧制熱和制冷兩種工況。制冷模式下的車內(nèi)蒸發(fā)器在制熱模式下用作冷凝器，相應(yīng)的制冷模式下的車外冷凝器在制熱模式下用作蒸發(fā)器。

↑熱泵熱管理系統(tǒng)工作過程

那么現(xiàn)在都有哪些電動(dòng)車型使用了熱泵系統(tǒng)呢？大眾e-Golf高爾夫純電動(dòng)版在美國(guó)市場(chǎng)可以加裝的熱泵空調(diào)系統(tǒng)。下圖為奧迪R8 e-tron純電動(dòng)版所使用的熱泵空調(diào)系統(tǒng)。同時(shí)寶馬稱其i3電動(dòng)汽車也使用了熱泵空調(diào)系統(tǒng)。

↑奧迪R8 e-tron純電動(dòng)版熱泵空調(diào)系統(tǒng)

下圖為2013款的雷諾Zoe純電動(dòng)車所使用的來(lái)自日本電裝Denso的熱泵空調(diào)系統(tǒng)，也被用在了2013年以后的日產(chǎn)LEAF上。這套熱泵系統(tǒng)使用編號(hào)10、11的兩套電磁閥來(lái)控制管路內(nèi)制冷劑的流向。而編號(hào)5的蒸發(fā)器和編號(hào)4的冷凝器都放置在靠近車廂的一側(cè)。僅僅靠編號(hào)4冷凝器上的擋板來(lái)控制空氣是否僅流過蒸發(fā)器而變成冷風(fēng)的制冷模式，還是讓空氣流過冷凝器而變成熱風(fēng)的制熱模式。相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)艙前部的外部熱交換器1則要在制冷模式下作為冷凝器，在制熱模式下作為蒸發(fā)器。這樣整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)就需要編號(hào)1、4、5三個(gè)熱交換器。系統(tǒng)變得復(fù)雜了一些，但是為了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙高溫震動(dòng)環(huán)境部件可靠性的考慮還是值得的。在這套熱泵系統(tǒng)中，1kW的電力可以產(chǎn)生3kW的制冷效果和2kW的制熱效果。

↑雷諾日產(chǎn)熱泵熱管理系統(tǒng)

希望以上的內(nèi)容能夠幫助你了解新能源汽車熱泵熱管理系統(tǒng)制熱原理，也希望它在增加續(xù)航里程的同時(shí)提升你的新能源汽車用車體驗(yàn)。