[热泵]被马斯克捧上天的热泵,为什么还没普及?


【[热泵]被马斯克捧上天的热泵,为什么还没普及?】北京联盟_本文原题:被马斯克捧上天的热泵 , 为什么还没普及?
编者按:本文来自36氪「未来汽车日报」(微信公众号ID:auto-time) , 作者:秦章勇 。
[热泵]被马斯克捧上天的热泵,为什么还没普及?
本文插图

来源:Electrek
作者丨秦章勇
编辑丨吴岩
特斯拉Model Y交付后 , 隐藏在车内的热泵成了最大“彩蛋” 。
热泵是将热能从热源转移的装置 , 功能类似于反向空调 。 相较于传统的电阻加热器 , 热泵最大的优点就是高效 , 其效能系数是传统电阻加热器的2-3倍 。 Model Y是特斯拉首款搭载热泵系统的车型 , 热泵能减少其电池损耗 , 在冬季可以增加续航里程 。
“Model Y的热泵是我这段时间见过的最好的工程设计之一 。 ”特斯拉CEO埃隆·马斯克(Elon Musk)在推特上表示 , 团队已经完成了下一个阶段的工作 。
事实上 , 热泵并非新技术 。 “早在两三年之前国内就已经有车型搭载热泵空调了 。 ”某新能源汽车品牌工程师王亮告诉未来汽车日报(ID:auto-time) , 更早之前 , 日产、丰田车型上也搭载过热泵空调 。
但由于成本、技术等原因限制 , 热泵目前并没有在电动车领域大规模普及 。 “热泵空调效率高 , 未来肯定会越来越多 。 ”王亮预计 , 到2022年冬奥会时期 , 国内电动车将大范围采用热泵空调 , 只不过在此之前还需要克服不少技术瓶颈 。
2025年市场渗透率或达30%
目前 , 纯电动汽车空调主要有两种制热方式 , 热泵和PTC(Positive Temperature Coefficient)热敏电阻 , 两者制热方式不同 。
热泵不产生热量 , 是将车外的热量补充到车内取暖 , 其工作原理和冷暖一体式空调一样 , 冬天这种空调的室外压缩机会工作 , 同时向室外吹出凉风 。 王亮表示 , 热泵系统其实就是换热器吸热放热的过程 , 类似水往低处流 。
PTC则是直接将电能转化为热能 , 即使在极致情况下也只能实现100%的能量转换 , 如耗费2焦耳能量 , 最多只能提供2焦耳热量 。 消耗电能制热 , 意味着牺牲电动车的续航里程 。
[热泵]被马斯克捧上天的热泵,为什么还没普及?
本文插图

热泵工作原理 来源:国金证劵
“热泵技术是依靠制冷介质把车外空气中的能量吸收 , 并补充给车内取暖 , 这种搬运能量的效率要比PTC电能转化成热能的效率高出不少 。 ”王亮告诉未来汽车日报(ID:auto-time) , 在0摄氏度左右 , 热泵效率是PTC电加热的2.2-2.5倍;在零下7度附近 , 热泵效率是PTC的1.5-1.8倍 。
“以现有的常温续航450公里的车型估算 , 零下7摄氏度时普通车型续航大约在250公里 , 热泵版预计可以达到280-290公里 。 ”王亮表示 , 热泵版纯电动车在冬季比PTC电加热车型 , 要高出30-40公里的续航里程 。
续航里程是电动车现阶段最大的痛点之一 。 美国消费者报告2019年2月的测试数据显示 , 在室外零下20摄氏度左右天气中 , Model 3的续航折损121英里(约195公里) , 相当于折损近一半 。 对于特斯拉来说 , 也不得不采用热泵系统提升其续航 。
此外 , 使用热泵空调空调也有助于提升电池的温控系统 。 奥迪发布E-tron表示 , 这款车采用了带有热泵的热管理系统 , 可以帮助E-tron始终保持在25-35摄氏度的良好工作区间 , 支持反复加速踏板踩到底加速 。 奥迪也因此有底气宣称 , E-tron比没有搭载热泵的特斯拉Model S P 100D更快 。
使用热泵空调 , 已被公认为应对电动车冬季续航衰减、提升综合性能的最佳方案之一 。 除了特斯拉、奥迪 , 日产聆风、雷诺ZOE、宝马i3、丰田普锐斯、捷豹I-PACE等车型均已搭载热泵空调 。 国产电动车也完成了从0到1的突破 , 荣威Ei5、荣威MARVEL X、蔚来ES6等均采用了热泵 。


推荐阅读