在北方開新能源電動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)致對新能源汽車的體驗極差。大家都知道我們這條命在夏天時空調(diào)給的，在冬天就是暖氣給的。那么今天一起隨小星來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)其最主要的動因就是純電動汽車或者支持純電行駛的插電式混動汽車不能再繼續(xù)使用發(fā)動機作為穩(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，當(dāng)冬季行駛打開基于電加熱的空調(diào)制熱功能時，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

其實熱泵熱管理系統(tǒng)中，雖然通過多個泵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，因為熱泵系統(tǒng)具有類似水泵將水從低處搬運到高處的特性，整個熱泵系統(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來，相反的是把車內(nèi)的熱量搬向車外。從而達到制冷效果。

↑熱泵熱管理系統(tǒng)制冷模式

相應(yīng)的，在冬季制熱時，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來嗎？前面說過了，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。

↑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)就是通過電動壓縮機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)境中被吸取進熱泵系統(tǒng)，2.熱量被壓縮并被加熱，3.熱量被用來加熱車廂內(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)在都有哪些電動車型使用了熱泵系統(tǒng)呢？大眾e-Golf高爾夫純電動版在美國市場可以加裝的熱泵空調(diào)系統(tǒng)。下圖為奧迪R8 e-tron純電動版所使用的熱泵空調(diào)系統(tǒng)。同時寶馬稱其i3電動汽車也使用了熱泵空調(diào)系統(tǒng)。

↑奧迪R8 e-tron純電動版熱泵空調(diào)系統(tǒng)

下圖為2013款的雷諾Zoe純電動車所使用的來自日本電裝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10、11的兩套電磁閥來控制管路內(nèi)制冷劑的流向。而編號5的蒸發(fā)器和編號4的冷凝器都放置在靠近車廂的一側(cè)。僅僅靠編號4冷凝器上的擋板來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)動機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。這樣整個空調(diào)系統(tǒng)就需要編號1、4、5三個熱交換器。系統(tǒng)變得復(fù)雜了一些，但是為了汽車發(fā)動機艙高溫震動環(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)航里程的同時提升你的新能源汽車用車體驗。