电动汽车的暖风,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的暖风!

电动汽车的暖风,纯电动汽车的空调制热时的原理是什么

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。

电动汽车的暖风,纯电动汽车的空调制热时的原理是什么

电动汽车的暖风,纯电动汽车的空调制热时的原理是什么

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。

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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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先说结果:有影响!

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当然,这样的回答是极其不负责任的。

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因为没说清楚有多大影响。

电动汽车的暖风,纯电动汽车的空调制热时的原理是什么

在传统燃油车上,开暖风并不需要多耗油,只是将发动机的余热充分利用一下就足够了。

毕竟发动机的热效率只有30%多点,剩下的能量都通过热量白白浪费点。

开暖风正好可以废物利用。

但电动汽车不同,电机的效率高达95%以上,基本上没有多余的热量来用于车内取暖。

那怎么办呢?

耗电制热。

这个关键的零部件叫PTC。

PTC就是我们常说的“电热毯”、“热得快”、“电吹风”,也是我们物理课中常说的电阻丝,这些产品都属于PTC类范畴。

电动汽车上的PTC一般功率为2-3kW,相当于连续工作一个小时就要消耗掉2-3kWh的电能。

而紧凑型电动汽车一般百公里能耗在10-15kWh左右。

相当于取暖一小时,少跑20-30公里,你说影响大不大?

这也就是为什么很多用户投诉,电动汽车冬天续航明显缩短。

除了电池的化学活性问题外,PTC也是一大影响因素。

不过这个问题也并不是无解的,目前新一代技术正在有望取代耗电量过大的PTC加热技术,这就是热泵空调。

热泵空调的原理是压缩机吸入低压气体经过压缩机变成高温高压气体,高温气体通过换热器把水温提高,同时高温气体会冷凝变成液体。液体在进入蒸发器进行蒸发,液体经过蒸发器后变成低压低温气体,再继续循环。

就这样循环下去,空调侧循环水就变成热水了。鼓风机把热水和空气进行热交换实现制热目的。

热泵空调的效能系数比PTC加热高出2-3倍,可以有效延长20%以上的续航里程。

不过在这个技术普及之前,为了续航,还是多抖抖吧。

2022-06-10

2022-06-10