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为何很多电动车不使用热泵空调?

2025-12-05 14:47 发布

探讨一下纯电动汽车空调的那些事:

首先,了解一下基本概念:这个世界上只有热量,没有冷量。所谓的制冷,实际上是将内部热量搬走;制热则是将外部热量搬进来。只有在热力学的最低温度,即绝对零度,才没有热量。

接下来,我们看看传统燃油车与纯电动车空调的工作原理。传统燃油车的空调系统主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、管路等部件组成。制冷是通过压缩机对制冷剂进行做功,搬走车内的热量,从而降低温度。由于压缩机需要发动机带动,所以制冷过程会增加发动机的功率负担。而制热方面,几乎所有的燃油车都是利用发动机冷却液的热量来取暖。冷却液流经暖风系统中的热交换器,将鼓风机输送进来的空气与发动机冷却液进行热交换,空气被加热后再送入车内。这种制热方式不会额外增加油耗,成本低廉且采暖效果好。

与燃油车不同,纯电动车没有传统的内燃机,也就没有多余的废热。因此,空调系统无论是制热还是制冷,都要消耗动力电池的电量。纯电动车的制冷原理与燃油车相同,都采用热泵技术。唯一区别是纯电动车的压缩机是电动压缩机,需要电池提供能量。纯电动车的空调制热方式可以分为两类,一类是PTC热敏电阻加热,一类是热泵加热。

PTC制热是通过电阻的热效应产生热量,类似于家用取暖器“小太阳”,结构简单且制热效果好,但也非常耗电,会直接影响到续航里程。而在售的纯电动车型中,PTC加热方式使用比例较大。

热泵制热则利用热泵技术将车外的热量搬到车内。热泵的工作过程是一个运输热量的过程,即把热量从一个地方搬运到另外一个地方。无论是制热还是制冷,热泵技术都能实现。纯电动车热泵属于空气源热泵,通过吸收空气中的热量,利用少量电量驱动压缩机工作将热量搬运到车辆内部。与PTC制热相比,热泵制热消耗的电量要少得多,热泵的效能系数比PTC加热高出2-3倍,可以有效延长20%以上的续航里程。

那么,既然热泵空调那么省电,为何很多电动车不采用呢?主要原因包括:低温制热效率低、冷暖两用的热泵空调成本过高且结构复杂、制热速度慢且热效率低。当气温非常低时,热泵获取热量的速度会下降,低温制热效率会降低。此外,由于空气中的热量是分散能源,分布无规律且不稳定,热泵的效率会受到影响。因此,纯电动车的热泵更适合在我国中南部地区使用。

对于纯电动汽车空调,将PTC热敏电阻和热泵集成在一起,当温度较低时,启动PTC热敏电阻来协助提高温度,可能会综合效率更高、更加节能。此外,将动力电池和驱动电机的自发热量通过热泵引入车内,实现更大限度的能源利用,也是一种值得探索的方案。

总之,PTC热敏电阻和热泵都存在各自的优缺点,随着技术的进步,当成本和实际效果都能让人接受时,冷暖两用的热泵空调将会成为纯电动车空调的主流。

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