冬季已至,又到了考驗新能源汽車?yán)m(xù)航的時候,2021年各個企業(yè)都發(fā)布了新款的新能源汽車。相對2020年,新能源整車?yán)m(xù)航水平都有了大幅提升,廣汽埃安更是發(fā)布了續(xù)航超1000km的新能源電動車。續(xù)航作為新能源車消費者購車時考慮的第一個因素,也是眾多車企研發(fā)的重點。在新能源車設(shè)計進入正向平臺化研發(fā)的時代,電池安裝的汽車底盤空間已被充分挖掘利用,而在電池技術(shù)未有跨時代發(fā)展之前,在冬季新能源車電池續(xù)航打折嚴(yán)重的情況下如果長時間開空調(diào)將進一步縮短車輛續(xù)航里程。于是車企都開始把目光投向了新能源汽車能量消耗的第二大戶—汽車空調(diào)。
冬季新能源汽車空調(diào)與傳統(tǒng)燃油車空調(diào)制熱原理不同,燃油車空調(diào)制熱利用的是發(fā)動機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量加熱駕駛艙空氣。新能源汽車空調(diào)目前主流的方式為電加熱,利用車內(nèi)安裝的電熱絲通電發(fā)熱,通過電熱絲發(fā)熱來加熱駕駛艙內(nèi)的空氣,原理就和日常使用的電吹風(fēng)一樣,在不考慮損耗的情況下一度電最多也只能一度電的熱量。那么有沒有更好的解決方案可以四兩撥千斤,消耗相同的電量產(chǎn)生更多的熱量?答案是有的。我們都知道萬物能量守恒,誰也不能花一度電產(chǎn)生兩度電的熱量,但是我們可以不制造熱,而是把能量用在搬運熱量的方式來達(dá)到目的,這就是今年興起的汽車熱泵空調(diào)。
何為“熱泵”?
“泵”顧名思義就是把東西從一個地方送到另一個地方的意思。高中的熱力學(xué)第二定律已經(jīng)說過,熱量不能自發(fā)地從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體。這也和我們?nèi)粘5纳畛WR一樣,一杯熱水放久了自然會涼,自然界中的熱量只有從高溫向低溫的路徑傳遞。如果讓熱量從低溫向高溫傳遞是否能實現(xiàn)呢?當(dāng)然可以,那就要用到“熱泵”。熱泵就是泵熱量的儀器,跟我們?nèi)粘5乃檬且粯拥?。大自然的水只往低處流,如果要反向而行就要用到泵,熱量也一樣,通過熱泵可以把熱量從低溫物體傳到高溫物體。
“熱泵”如何實現(xiàn)?
水泵是大家最常見的泵,通過電機把水從低處抽到高處,實現(xiàn)了位能的變化。那么熱泵是如何實現(xiàn)從低溫到高溫物體能量的?核心就在于利用冷媒在不同壓力下沸點的不同實現(xiàn)能量的搬運。熱泵的冷媒在常壓下沸點極低,沸點為零下40℃,就是說日常冬季的溫度下就可以沸騰,冷媒沸騰時由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)會吸收室外空氣中的熱量,氣態(tài)的冷媒被壓縮機加壓后,由于壓力的上升冷媒沸點升高,冷媒又從氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)將熱量釋放到室內(nèi)空氣中,從而實現(xiàn)室內(nèi)外熱量的搬運。其實換個角度,可以把室內(nèi)想象成夏天時溫度高的室外,室外想象成夏天開空調(diào)時溫度低的室內(nèi),空調(diào)不斷地對外制冷。熱泵其實就是空調(diào)制冷過程的逆過程。由此可見,熱泵消耗的電能用于熱量搬運而不是產(chǎn)生熱量,所以能實現(xiàn)制熱四兩撥千斤的制熱效果。按照目前的技術(shù),用一度能搬運三度電所產(chǎn)生的熱量,熱泵能效是電加熱空調(diào)的三倍。
新能源車熱泵空調(diào)實戰(zhàn)如何?
目前也不是所有的新能源車都配備了熱泵空調(diào)。新發(fā)布的新能源車配備熱泵空調(diào)的車有比亞迪海豚、大眾ID.3、特斯拉Model Y等,車型價位從10萬到25萬都有覆蓋,消費者可以自行選擇??照{(diào)作為空調(diào)舒適度調(diào)節(jié)的重要設(shè)備,不能只看空調(diào)的節(jié)能效果,還要考慮空調(diào)的制熱效果,如果制熱時間過長,長時間未能達(dá)到設(shè)定溫度,那么空調(diào)再省電也是難以讓人認(rèn)可,到底裝配了熱泵空調(diào)的新能源車相比安裝傳統(tǒng)電加熱空調(diào)的新能源車實測成績?nèi)绾??是不是又省電又好用?span style="color: rgb(51, 51, 51); font-family: arial; background-color: rgb(255, 255, 255);">懂車帝最近做了主流新能源車的冬季測試,作者匯集了部分主流車型的空調(diào)測試成績。
由數(shù)據(jù)可以看出,電加熱和熱泵跟各自廠家的技術(shù)有很大的關(guān)系。電加熱技術(shù)成熟,能耗大致在15km/半小時,-5℃~20℃加熱時間在15min左右,其加熱能耗跟加熱時間有關(guān),能在短時間內(nèi)達(dá)到設(shè)定溫度的電機熱空調(diào)其能耗也會隨之升高。而熱泵目前配備的車輛不多,從數(shù)據(jù)上看大眾新能源汽車空調(diào)熱泵技術(shù)處于領(lǐng)先水平,充分的發(fā)揮了熱泵空調(diào)的技術(shù)優(yōu)勢,不僅能耗低而且加熱時間也短,短時間就能節(jié)能的達(dá)到設(shè)定溫度。
結(jié)語
目前來看,熱泵技術(shù)在車輛上的運用正處于開始普及的階段,相比電加熱技術(shù)目前熱泵如果技術(shù)還不夠不成熟,未能把將先天技術(shù)優(yōu)勢完全發(fā)揮出來。不過技術(shù)是正處于不斷快速迭代發(fā)展中,相信未來熱泵空調(diào)能夠全面的為新能源車?yán)m(xù)航帶來幫助。
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