今天開頭不說(shuō)廢話,直接告訴大家:因?yàn)槎斓搅?,所以我們就?lái)聊一個(gè)應(yīng)景的話題——熱泵空調(diào)。
熱泵空調(diào)是近年來(lái)廠家非常喜歡宣傳的一個(gè)概念,從沒(méi)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(lái)ES8和ES6、幾何C、榮威Ei5和MARVEL X等車型都宣傳過(guò)過(guò)自己的熱泵空調(diào)。
那么為啥熱泵空調(diào)值得吹呢?因?yàn)閷?duì)比另一種方案PTC空調(diào),熱泵空調(diào)能耗低,對(duì)續(xù)航影響小。
想知道為什么熱泵能耗低?得先從電動(dòng)車如何制熱講起。大家知道燃油車主要靠發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的余溫來(lái)制熱,由于發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率普遍超不過(guò)50%,因此有大量余熱可以給駕駛艙。
那么電動(dòng)車的電機(jī)呢?很不幸由于電機(jī)的效率動(dòng)輒90%,那10%不到的余熱實(shí)在不能讓你過(guò)的舒服。
因此有很多電動(dòng)車采用PTC空調(diào),這玩意可以簡(jiǎn)單理解為吹風(fēng)機(jī),通過(guò)加熱電阻絲放出熱風(fēng)。至于哪來(lái)的電加熱電阻,那當(dāng)然要壓榨我們的電池啦。
你想想,吹頭發(fā)的吹風(fēng)機(jī)的功率也要1-2千瓦,更別說(shuō)吹駕駛室的空調(diào)了。我們按2千瓦算,工作一小時(shí)耗電2千瓦時(shí),參考我之前做的展示度電行駛里程的表,能發(fā)現(xiàn)十幾公里的續(xù)航就這么沒(méi)了。
再舉個(gè)例子,宏光MINI EV這小車的電池才9千瓦時(shí),一下子四分之一沒(méi)了,車主不得心梗了。
因此熱泵空調(diào)來(lái)了,它的原理就是家用空調(diào),工作方式就是農(nóng)夫山泉,即“我們不生產(chǎn)熱,我們只是大自然的搬運(yùn)工”。
其實(shí)就是利用低沸點(diǎn)液體(冷媒)蒸發(fā)吸熱,液化放熱的原理,把外界的熱量搬到駕駛室。不要問(wèn)我為什么外面那么冷哪來(lái)的熱讓你搬,人家低沸點(diǎn)液體覺(jué)得外面熱的很,馬上就沸騰了。
在了解了原理后我們發(fā)現(xiàn),PTC是靠電產(chǎn)熱,效率再高也就是1:1產(chǎn)熱;而熱泵是搬運(yùn)熱量,只要冷媒夠給力,就可以消耗同樣的電后搬過(guò)來(lái)更多的熱量。
明白了原理后,接下來(lái)我們看實(shí)測(cè)。電動(dòng)邦找到了兩位YouTube上博主的實(shí)驗(yàn),其中一個(gè)視頻放在下面了,英語(yǔ)好的朋友可以自己看一遍,懶得看的可以看我們的總結(jié)。
第一位博主將兩輛Model 3靜置于相同的環(huán)境下,其中一輛為最新款車型(2021款),搭載熱泵空調(diào),另一輛(2019款)則是PTC空調(diào)。
隨后,將空調(diào)調(diào)至同一溫度,3小時(shí)后,他發(fā)現(xiàn)搭載PTC空調(diào)的Model 3掉電10%,通過(guò)計(jì)算得出單小時(shí)耗電2170瓦;搭載熱泵的車型則掉電3%,計(jì)算得出單小時(shí)耗電730瓦,相差三倍。
當(dāng)然這位的實(shí)驗(yàn)過(guò)程也有點(diǎn)搞笑,他給搭載PTC的特斯拉接了一個(gè)第三方軟件檢測(cè)能耗,結(jié)果3個(gè)小時(shí)過(guò)去了發(fā)現(xiàn)這軟件沒(méi)工作……
該博主采用的第三方測(cè)能耗軟件
當(dāng)然這位博主的做法并不嚴(yán)謹(jǐn),比如憑空就估計(jì)出舊款車型的電池電量為68kWh,以及最后發(fā)現(xiàn)舊款車型開了A/C而新款沒(méi)開等情況。但這位就是喜歡做這種不太嚴(yán)謹(jǐn)?shù)呛芪说臏y(cè)試,因此這里只給大家做個(gè)參考。
另一位博主則測(cè)試了動(dòng)態(tài)駕駛情況下二車的耗電情況,他的結(jié)論是,在基本相似的行駛條件下(兩車速度相似,空調(diào)溫度相同),PTC空調(diào)總比熱泵空調(diào)多耗1-2kWh的電。
這位的測(cè)試方式是兩車一起行駛了近150公里,分階段報(bào)兩車的百公里平均電耗。
本表“行駛里程”一欄因原視頻就很少展示,故出現(xiàn)個(gè)別沒(méi)有數(shù)據(jù)的情況
總結(jié)以上實(shí)測(cè),能看出熱泵空調(diào)確實(shí)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(shí)候,你還能雙管齊下。
這套空調(diào)的核心理論是,在滿足乘員艙乘客舒適性需求的前提下,來(lái)采用COP(轉(zhuǎn)換熱量與輸入能量的比值)較高的模式運(yùn)行,提高續(xù)航里程。即根據(jù)COP的值,來(lái)判斷熱泵系統(tǒng)參與加熱的程度,并啟動(dòng)不同種類的加熱模式。
特斯拉不愧是特斯拉,為了實(shí)現(xiàn)上述操作,他們給自己的空調(diào)配了個(gè)八通閥,讓空調(diào)不僅能搬運(yùn)外面的熱量,還能搬運(yùn)電池和電機(jī)的熱量,產(chǎn)生了多達(dá)12種工作模式,來(lái)應(yīng)付不同需求。
如果你去過(guò)擁有9個(gè)出口,坑死外地人的西安鐘樓地鐵站,那么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(zhuǎn)樓梯的鐘樓地鐵站,出口會(huì)旋轉(zhuǎn)來(lái)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(gè)八爪魚。
總的來(lái)看,電動(dòng)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(jī),和我們充電時(shí)偶遇的,自帶個(gè)“小爐子”的車主,廠家和用戶都在努力為冬天過(guò)的更舒服而奮斗。或許再過(guò)幾年,就有更高效、更好用的新空調(diào)出現(xiàn)呢,大家可以再給電動(dòng)車一些時(shí)間,相信它會(huì)做的更好。