电动汽车暖风系统，纯电动汽车的空调制热时的原理是什么

谢谢悟空小秘书的邀请电动汽车暖风系统！

目前，纯电动汽车空调制热系统有两种类型：PTC热敏电阻加热器和热泵系统。不同类型的制热系统的工作原理有很大区别。

PTC热敏电阻型加热系统的生热原理比较简单，也比较容易理解，与电炉丝类似，都是靠电流通过电阻生热，唯一的区别是电阻的材质。电炉是用普通的电阻丝，而纯电动汽车上用的PTC是一种半导体热敏电阻。由于PTC加热器具有结构简单、成本低、制热快等特点，目前已被纯电动汽车（尤其是中低端车型）广泛采用。当然也有例外，定位中高端的蔚来ES8依然采用了PTC暖风系统，而且装了两个PTC加热器。

由于PTC加热器的缺点也很明显：热能利用率低，耗电量大，对纯电动汽车续航里程有很大影响，因此，一些中高端纯电动汽车，为了降低加热系统对续航里程的影响，不得已而采用热泵空调系统。

热泵暖风系统的工作原理图

热泵的功能是将低温热源的热能转移到高温热源的，工作原理与空调制冷系统类似，只是热量转移的方向正好相反。空调制冷时，是将室内的热量转移到室外，而热泵制热系统则是将车外的热量转移到车内。热泵制热系统一般都与空调制冷系统融合在一起，通过阀门控制热量的转移路径。另外，制热时，能有效利用动力电池冷却系统的预热。在这方面类似与传统汽车的暖风系统。因此，与PTC加热器相比，热泵系统的热效率更高，能耗更低，对续航里程的影响相对小一些。但劣势也很明显：结构复杂、成本高、制热速度慢，尤其是在低温条件下，加热效果差。

基于以上，在一些中高端纯电动车，为了保证车厢内的温度，往往采用热泵+PTC的混合模式。在刚起步阶段，由于动力电池冷却系统温度较低时，先开启PTC加热器，待冷却液温度上升以后，再启动热泵制热系统。

宝马i3暖风系统：热泵+PTC

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DM-i车辆有两套暖风系统内容概述：

燃油车暖风系统电动车暖风系统类似于DM-i/DM-p的插电混动汽车有两套暖风系统，可以连接为“并串联”，并联指两套系统可以各自独立运行，串联指都使用防冻冷却液。

插电混动汽车的初衷是能不用油就不用，日常通勤还是以纯电模式为主，这是为节油减排也是为省钱；那么电驱系统就要有独立的暖风系统，否则冬天没法开车，其使用的可以是PTC、热泵或者加上脉冲加热。目前DM-i等混动车主要用PTC制热，其制热原理很简单，说白了就是“电加热”。

电热水壶应当都用过，插头插好不用多大会就能把水烧开，冬季常用的养生壶也是电加热；电加热的原理是让电流通过高电阻的导体产生热能，热能会从高温物体传导至低温物体，水壶里的水温度则会持续吸热，直到沸腾（饱和）就不再吸热了。但是这些水壶都会有保温模式，其实这就是调整电流强度，控制电阻的发热量以保证水不会沸腾；至于热能的“堆积”也不用担心，因为外部的空气温度低于水则会吸收热水的热能。

电动汽车的暖风系统就是这样了，用高电阻的PTC加热防冻冷却液并达到需要的温度，一部分防冻液流动到电池组里为动力电池升温，电池的理想运行温度是25℃左右；另一部分流动到暖风水箱，把水箱烫热后再用鼓风机把低温空气吹到水箱上吸热，空气升温后就是所谓的“暖风”了。

重点：

PTC制热会比较费电，加热的过程可以达到5kwh/1h左右，也就是每小时耗电5度上下；电动汽车会因为使用暖风影响续航里程，插电混动汽车的电池组容量往往只有15-25kwh，续航会有更明显的变化。不过这也没有什么不能接受，燃油车夏季用冷风的油耗也会升高，怠速时几乎可以与排量相当；比如2.0L/T每小时就能消耗两升左右的汽油，每小时的成本可以高达15元左右。而充电用电空调即便按照5度计算，平均平谷电价也不是0.5元一度左右，用车成本还是要低不少的；至于续航则可以通过行车之前连接充电桩，用电网电能加热防冻液，之后的恒温电耗就没有多高了。

插电混动汽车长途驾驶的时候耗电量并不高

DM-i长途驾驶仍旧是以电机驱动为主，内燃机主要用于发电；DM-p的电机也是主要动力单元，只是内燃机会以更大比例参与驱动。那么此时用油电混合模式的耗电量会不会很高，内燃机发电压力大会不会影响耗油量呢？

答案是否定的，因为只要内燃机启动并达到“热车”标准后，暖风就不需要PTC了。

内燃机是一种依靠燃烧产生的热能来转化机械能的发动机，燃烧产生的热能会有平均65%都不能转化为动力，DM-i用的高效率混动专用发动机也只是43.02%的热效率，接近64%的热能是要被浪费掉的， 这就叫做热效率。

这些热能会有相当一部分因冷却而损耗，也就是加热了防冻冷却液，保证了发动机的温度不会过高；那么被加热的防冻液就可以拿来使用，只要温度高同样能把暖风水箱烫热，而内燃机加热的防冻液是“废热加热”，是不增加耗油量的。所以只要均衡好内燃机的温度和暖风与电池组的热能损耗，混动驾驶的时候并不会增加电耗和油耗。

而且理论上这些在纯电模式中已经被加热的防冻液，在内燃机启动后还可以加速内燃机升温，缩短热车的时间会让油耗更低；同时这台发动机有四路冷却循环系统，低温的时候是可以不循环的，发动机升温会更快。

编辑：天和Auto-汽车科学岛

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