被马斯克吹上天的Model Y热泵空调,真的是黑科技吗?_特斯拉

被马斯克吹上天的Model Y热泵空调,真的是黑科技吗?_特斯拉
原标题:被马斯克吹上天的Model Y热泵空调,真的是黑科技吗? 很多人,家里明明有冷暖空调,但到了冬天还是用电暖器取暖,问为什么不开空调? 答曰空调费电。 其实这是一个被大家争论了很久的话题: 一台2匹(2kW)的空调与一台2kW的电暖器,到底谁更省电? 很多人选后者,因为空调外机要消耗电能转化为机械能,而电暖器是几乎100%的将电能转化为热能,没有能量浪费,所以电暖器更省电。 但是我要很明确的告诉你,只要温度不是低于-10℃,空调更省电。 因为这两者的制热方式不同,空调是通过热交换(即热泵)的方式,将外界热量压入室内,将室内冷空气排除,与夏天制冷刚好相反;而电暖器是通过PTC(Positive Temperature Coefficient)热敏电阻直接加热冷空气。 简单来说,空调消耗的电能主要用于驱动压缩机和风扇从外界交换热量,单位时间内,一台2匹的空调甚至能交换到6kW的热量,效率是300%;而一台2kW的电暖器只能产生2kW的热量,效率是100%。 再来说说纯电动车空调制热方式 同样的,目前纯电动汽车空调也有这两种制热方式:热泵和PTC。 但主流的还是PTC,低端电动车和一些中高端电动车都在用,依赖电池包电能加热。 例如蔚来ES8甚至装了两台PTC加热器,前排额定功率5.5kW,后排3.7kW。假设两台PTC同时工作的功率为7kW(一般电动车的PTC都有6kW),那么制热一小时就要消耗7度电。 用ES8 电池包70kWh,续航355km来计算,空调每小时就要消耗10%的电量,即续航减少35km。 这也是为什么ES8冬天掉电比ES6快的原因,因为ES6采用了热泵空调。 可能有人想问,那能不能把PTC功率设计小一点,这样省电一点? 不能。因为我国对量产车有一些标准规范,例如,前挡风主驾视野区域要在20分钟内除霜达到80%。这种标准下,PTC功率小于3kW就很难达到要求,特别是对于ES8这种大空间的车来说,PTC功率需要更大。 既然热泵空调这么好为什么主流电动车不采用? 虽然PTC耗电量大,但PTC的优点也很明显,结构简单,成本低,出热快,电动车冬天一开启就能出热风,很多人就喜欢电动车这一点,而燃油车冬天通常要等发动机温度上来了才会有热风。 当然,PTC的优点就是热泵的缺点。 例如成本。国内最早采用热泵空调的是上汽荣威,据上汽工程师透露,荣威Ei5的热泵空调成本早先高达一万多元。 即使现在热泵空调价格已经降到三千元左右了,也依然比PTC贵上千元左右,这是一笔不小的成本。 此外,热泵空调还受温度制约,一般来说,外界温度低于-10℃时(不排除有些中央空调通过增焓技术可以从更低的温度中获取热量),热泵从外界获取热量的效率明显降低,此时空调制热主要还是要靠电辅助加热,即PTC方式。 所以在东北地区,冬天开空调就不划算了,首选暖气,其次是电暖。 那么特斯拉Model Y的热泵技术有何不同? 此前特斯拉从Roadster到最新的Model 3,乘员舱和电池基本上都是采用PTC电加热方案,为什么到Model Y会改为热泵方案? Youtube上有播客认为,早期特斯拉主要市场在加州本部地区,冬天最冷时也在0℃以上,冬夏续航里程变化不大。但如今特斯拉远销全球,特别是环保意识高的北欧,天气寒冷,PTC制热对电动车续航影响就非常明显。 美国消费者报告在2019年2月测试显示,在室外-20摄氏度左右天气中,Model 3实际跑64英里情况下,掉电121英里。也就是说,在这种气候下,续航要折损近一半。 所以特斯拉不得不考虑采用热效率更高的热泵技术。 此外还有一个原因,每一项技术的应用都是一个成本与功能平衡的结果。此前热泵成本高,结构复杂,PTC自然是性价比之选。但随着Model 3上更多集成技术的实现,例如液冷系统中的superbottle,特斯拉已经有解决一些复杂集成系统的经验和方案了。 事实上这也是Model Y热泵空调的先进之处,相比宝马i3、捷豹I-PACE、奥迪 e-tron、荣威Marvel X、蔚来ES6等热泵车型来说,Model Y在热泵与整车的集成上可能做得更进一步。 什么意思? 前面提到了,热泵在低温下效率会降低甚至失效,但Model Y的热泵系统对热能的摄取会更精细一些。 简单来说,当外界温度低于阀值时,Model Y可能只是在启动之前需要PTC加热电池,但车辆运行后就不需要PTC了,此时热泵会从电机、电控、电池包等主要产热部件摄取热量输送到乘员舱,依然高效制热。 这是一个很复杂的组合,需要电脑精确判断PTC与热泵什么时候同时工作,什么时候独立工作,同时不同的工作模式需要不同的管道系统,而Model Y通过一个8向换向阀就控制各种模式下热量的转移路径。 据说特斯拉甚至还在计划针对风扇,采用类似控制电机的PWM(交流电压)无极调速取代传统的电阻调速,因为电阻会发热消耗电量。 总之,特斯拉就是想通过一切数字化硬件手段,建立一个缜密的“热能产生与回收系统”,基本做到能量自产自销,不向外界宣泄,这才是智能汽车的进化方向。 那么可以想象,当特斯拉攻克了热泵空调低温效率低的问题,会有越来越多的纯电动车企跟进,未来PTC被淘汰是必然的,现在买电动车,在南方使用还无所谓,如果在北方,你就要重点考虑一下空调技术这个影响续航的重要因素了。返回搜狐,查看更多

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注