电动车主冬天不敢开空调买车前不看这一点后悔都来不及

2019-11-08 10:27:14 皆电

电动汽车从诞生起,续航里程和充电时间就一直是伴随而来的两大痛点,但其实电动车受天气的影响同样严重。

在冬天,由于环境温度低,电池中的电解质移动得相当慢,从而影响了锂离子在正负极之间的转移活性,结果就是电池的充放电性能下降续航不准。

对于电池活性解决方法并不是没有,现在大多数厂家都会采用液冷系统对电池进行温度控制,通过加热保温解决电池活性问题,这部分会消耗一些电量。

不过雪上加霜的是,在冬天电动车还面临一个耗电大户——暖气,开启暖气后续航又将继续大幅缩水,为了续航难道只能挨冻?

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耗电大户——暖风空调

对于驾驶燃油车的用户来说,在冬天大多数情况下可以无需开启空调压缩机,因此使用暖风空调时相比冷风空调会更节省燃油。

深层次来说,这也是得益于燃油车的一大热源——发动机,利用发动机在运转过程中产生的高温热量,通过水暖系统使得加热器芯升温,最后通过鼓风机将加热器芯上的热量吹入车内。

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当然它也存在缺点,就是发动机冷机启动时,水温的上升需要一定时间,所以每次启动燃油车时,都需要大概5分钟左右车内温度才能提升。

对于纯电动汽车而言,它的暖风空调不存在升温过程,用起来更直接。不过电动机并不会像发动机那样产生高温热量,也就缺少了一个关键的热源,需要额外的加热系统来维持车厢内的温度。

目前市面上大多数中低端电动车的暖风热源都是采用PTC元件,也就是电加热的形式,高端一点的则采用耗电量稍低的热泵空调系统。

最简单的制暖——PTC元件

电动车上最常用的制暖方式就是采用PTC元件,它的原理并不复杂,和我们平常用的“热得快”、电热毯和电吹风一样。都是通电电阻发热,再通过鼓风机工作使空气经过该元件,来达到加热空气的效果。

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目前PTC暖风空调有两种方案:风暖和水暖,风暖是冷风和PTC散热片直接换热,而水暖则是PTC加热液体通过换热器换热。

水暖方式还可以利用一部分电机甚至是电池的散热,而且热量损失较小,所以现在水暖PTC加热是PTC暖风空调的主流。

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PTC元件的体积虽然不大但功率却不小,这类PTC元件一般功率为3-5kW,连续工作一个小时就要消耗掉3-5kWh的电量,这就是为什么电动车开暖风之后那么费电的原因。

蔚来ES8续航短是众所周知的,在冬季续航更是大幅减少,这是因为它配有两套PTC加热器,前排PTC功率为5.5kW,后排3.7kW。

配备两套加热器的原因则是为了增加前后分区空调的用户体验和制热效果,这也就是蔚来ES8冬季使用空调制暖会导致续航里程大大降低的原因之一。

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可以计算一下,假如一台电动车满电状态有50kWh的电量,正常情况下续航里程可以达到400km以上。在冬天,如果连续驾车一小时,暖风也开了一小时,那么PTC空调在这段时间里就至少额外消耗了6%的电量,车辆的续航里程也就自然而然的被PTC消耗了部分。

也许有人会问,PTC功率就不能减小嘛,这还真不是随便可以降低的,按照国家标准电动车需要在短时间内完成前挡风玻璃的除霜,功率太小也就无法在规定时间内除霜。

最省电的制暖——热泵空调

相比PTC元件,热泵空调要更节能一些。热泵并不是一个全新概念,它本质上和我们常用的室内空调、冰箱是同样原理,可以把“热量从低温处送往高温处”,比如在夏天就是把室内的热量搬向室外,而在冬天制热时就把室外的热量送到室内。

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车上的热泵空调同样道理,它将车外的热量“搬运”进车内,完成热交换。

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它的制热过程并不复杂,直接从结构图来解释吧。在制热模式下,从压缩机出口排出的高温高压制冷剂气体经单向阀、四通换向阀进入室内换热器,与车内空气进行热交换以达到提升乘员舱内温度的目的,冷凝为低温高压的制冷剂液体流经节流装置进行节流降压,节流后的气液两相制冷剂进入室外换热器与室外空气进行热交换。

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简单来说,就是先将外部环境中的热量吸进热泵系统,热量被压缩并被加热,再将热量用来加热车厢内的冷空气使其升温,最后将加热后的空气送入车内。

整个制热过程中制热系统不再依靠电能自发制造热量,而是将车外的热量搬进车内,功率比较低一般在1-2kW,所以它比电热元件更加节能。

当然热泵空调也存在缺点,当车外换热器温度与外界环境温度接近时,车外换热器就不能有效地从外界环境吸收热量,热交换效率也会下降;

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除此之外,当车外温度较低并且空气中水汽较多时,空气中的水分会在车外换热器表面结霜,结霜后的车外换热器吸收热量吸收外界热量有限,热泵空调也就无法继续提供制热功能。所以一般热泵空调在-10℃以下便无法正常工作,因此还得搭配PTC元件作为备用热源使用。

目前已知的采用热泵技术的纯电动汽车有日产Leaf、奥迪e-tron、大众e-Golf、捷豹I-PACE等,国内有荣威Ei5、荣威MARVEL X、Aion LX等等。

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南北侧重不一

我们国家幅员辽阔,气候差异明显,冬季一些在南方续航使用正常的电动车到了北方往往续航都不耐“造”了,这当中因为温度低导致电池额外负荷增多是主要原因。

在冬季额外的设备用电量都是可以大概计算出来,例如在北方外界温度比较低时,电池包还有一个加热器,会自动加热维持电池正常放电,这个加热器功率更大,达到5-10kW。

部分具有座椅加热和方向盘加热的车型来说,它们的最大功率大概在1-2kW,同样在影响续航。

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在此基础上,如果采用PTC暖风空调,它的功率达到3-5kW;采用热泵空调则一般在1-2kW。

那么综合算下来,一台电池容量在50kWh的电动车,采用PTC空调行驶一小时大概会较少15%-20%的电量,热泵空调行驶一小时会减少10%-15% 的电量。虽然两者差距并不算太大,但是对于电动车来说能省点总归是好事。

因此结果也显而易见,如果你所在的地方冬季较长,并且对续航里程比较敏感,那么在选择电动车时,就要看看它是否拥有热泵技术。如果自己本身拥有比较好的充电条件,日常通勤距离不远,那么选择哪种都是可以的。

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