「热泵」特斯拉都开始用热泵空调了,它会成为主流吗


江苏龙网_原标题是:特斯拉都开始用热泵空调了 , 它会成为主流吗
特斯拉3月15日开始交付Model Y 。 这款小型电动SUV , 基于Model 3 轿车平台 , 性能变化不大 。 不过 , 特斯拉Model Y拥有一个此前所有特斯拉车型都没有的配置:热泵空调 。
在Model Y的车主手册上 , 特斯拉告诉车主:Model Y采用热泵以实现效率最优化;因此 , 即便在外界气温寒冷 , 汽车在制热或超充时 , 你的空调压缩机和外风扇都可能会启动并发出噪音 。
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资料来源:Model Y车主手册
该手册的高压部件图示中 , 还标注除了热泵的位置 , 位于左前轮前方 。
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资料来源:Model Y车主手册
为什么特斯拉开始使用热泵空调了?还有哪些车企在用?热泵空调会不会成为潮流?
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制造热VS 搬运热
此前 , 特斯拉确实没有使用过热泵空调 , 和中国绝大多数电动汽车一样 , 一直采用PTC制热 。
PTC是Positive Temperature Coefficient 的缩写 , 意思是正的温度系数 , 泛指正温度系数很大的半导体材料或元器件 。 简单说 , 就是通过给热敏电阻通电 , 使得电阻发热来提高温度 。 我们日常生活中用到的电烫斗、卷发烫发器等 , 都是这个原理 。
PTC制热最主要的问题就是耗电 , 继而影响电动汽车续航里程 。
以一个2kW的PTC为例 , 全功率工作一个小时要消耗掉2kWh电 。 如果按一辆车行驶百公里耗电15kWh计 , 2kWh就将损失13公里的续航里程 。
很多北方车主抱怨电动汽车续航里程缩水太多 , 部分原因就在于PTC制热耗电上 。 再加上冬天寒冷天气下 , 动力电池内的物质活性下降 , 放电效率不高 , 续航里程也会打折 。
两厢叠加 , 像在北京这样北纬40度的城市 , 冬天电动汽车续航比夏天短30%以上 , 是普遍现象 。
热泵技术 , 可能是解决之道 。
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热泵原理 1:冷凝器(放热), 2:节流阀(减压), 3:低温处(吸热), 4:压缩机(加压)
热泵的基本原理和家用空调一样 。 在上图的3过程中 , 低沸点液体(比如空调里的氟利昂)经过节流阀减压之后蒸发 , 从较低温处(比如室外)吸热 , 然后经压缩机将蒸汽压缩 , 使温度升高 , 在经过冷凝器时放出吸收的热量而液化后 , 再回到节流阀处 。 如此循环工作能不断地把热量从温度较低的地方转移给温度较高(需要热量)的地方 。
PTC可以说是用电能转化为热能 , 是制造热量 。 在极致情况下 , 也只能实现100%的能量转换 。 耗费1焦耳的能量 , 最多只能提供1焦耳的热量 。
而热泵 , 是搬运热量 , 可以使用1焦耳的能量 , 从更冷地方移动大于1焦耳的能量 , 因此在耗电量上要大为节省 。
不过 , 传统热泵也有缺点 。 比如气温非常低的情况下 , 热泵很难再搬走热量 。 在室外环境温度靠近?18 ℃时 , 耗费1焦耳的能量 , 也大概只能搬运1焦耳的热量 。
另外 , 当热泵从室外低温的空气中获取热量时 , 空气中的水分会凝结并冻结在室外交换器上 , 系统就必须阶段性地除去这些冰霜 。 当外面空气极端寒冷时 , 热泵取暖有可能不如PTC的取暖器 。
不过 , 也有新的办法 。
比如 , 有的企业提供了喷气增焓技术 , 解决了低温制热衰减问题 , 能在零下20-25度有效制热 。
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