凛冬已至，纯电车主还好吗?|PTC、热泵技术解析

最近，全国大范围迎来史诗级寒潮，北京、山东等地的气温更是创下了近20年来新低，走在路上那是分分钟被“冻透”！可再冷也要出门啊，网络上不少燃油车主便对电动车主发起了一波“群嘲”，极寒天气下纯电车的续航本就有所削弱，加上车内制暖效能不及燃油车，电动车主身冷心更冷，尤其是众多开纯电车的网约车司机，为了能多跑几公里，不得不减少开空调的频率，保暖也只能军大衣、毛毯齐上阵了。

其实为了解决纯电车冬季出行体验不佳的痛点，厂商们也做了很多努力，比如目前主流的纯电车基本都有电池预加热功能，能一定程度提升续航，而座椅加热、方向盘加热也成为很多车型的标配，不过这也只是治标不治本，正所谓“牙疼不是病，疼起来真要命”，如何提升整车的制热效果同时减低能耗将是一个长远的话题，这里就不得不提目前纯电车主要的两大空调系统，PTC和热泵。

基本方案-PTC

燃油车可以利用内燃机的废热来制暖，但纯电车并没有可以利用的能量，因为电机在工作中产生的热量较发动机少之又少，不足以车内供暖，而电池包中电芯对温度又极为敏感，同时还需要一定的温度环境来保证其安全有效储存并转化能量，电池产生的热量也不可利用，因此纯电车就要通过“第三方”来造热，这就是PTC（热敏电阻）技术。

PTC的原理其实很简单，就是给电阻丝/陶瓷等热材料通电后产生热量，给车内供暖，和电饭煲、电磁炉类似，假如一个不够，那再加一个，或者再加大功率，比如蔚来ES8就有两个PTC单元，有些豪华品牌燃油车同样配备PTC，在冬季着车水温没上来之前迅速给车内升温。PTC的特点就是成本低、结构简单、出热快、受外界环境影响小，因此从入门车到高端车都普遍在使用。

但PTC有一个致命问题，因为它“烧电”，所以直接影响车辆续航，随着外界温度降低，PTC的电阻值随之减小，电流通过电阻产生热量，其制热能效比（COP）最大值不超过1，也就是说1kW电量最多可产生1kW热量，试验表明，当冬季行驶时打开暖风，全程至少消耗三分之一电量，功率越大耗能越大，时间越久耗能越大，冬季续航里程会受到极大的影响。

更优方案-热泵

为了解决PTC用电快的问题，热泵技术就出现了，其实热泵也不是什么很新鲜的技术，工作原理就是把外界环境中的热量收集起来，蒸发吸热，液化放热，需要用电的地方就是压缩机、泵体等，比PTC那种直接“烧电”要节能很多，因此热泵也逐渐成为更多车型的选择，比如蔚来ES6、荣威Ei5、特斯拉Model Y等等都使用的热泵空调，节省了30%-50%的空调功耗。

可能有人就疑惑了，像之前北京室外零下十几度也有热量泵进舱内吗？答案是肯定的，除非达到物理学中的绝对零度-273.15℃，当然这是不可能的，所以万物都有热量。那么热泵具体是怎么工作的呢？第一步：泵体吸收外界空气，冷媒遇外界空气后在低压区吸热储能变成蒸汽；第二步：加压进入高压区放热冷凝；第三步：重新通过减压阀进入低压区继续吸热。因为客舱获得的热量=消耗的电能+外界吸进来的热能，那么热能效比COP（吸收的热能+消耗电能）/消耗电能）一定大于1，让1kW电功率能够达到1.5kW甚至2kW的热量。

不过热泵也是有劣势的，第一就是成本，当前一套热泵系统，所需要的压缩机、热泵、阀、管路等，比普通PTC的成本高出数倍，低端车型是不会用热泵的。第二，即使理论上外界无论如何都存在热量，热泵在极寒天气下的运行效率也是较差的，另外，当车外温度较低同时空气中含有较多水分，则空气中的水分会在车外表面结霜，结霜后的换热装置也不能再从外界环境有效地吸收热量，导致热泵空调无法继续工作，所以一般热泵系统在－10℃以下便无法正常工作。

总结：

综合PTC和热泵的特点，不考虑成本，效果最好的当然是两者结合，在环境温度过低热泵无法工作时，启动PTC作为备用热源，但这是一个比较复杂的系统，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，不同的工作模式还需要不同的管道，一系列的技术问题亟待解决。

目前看来，还没有一种能同时实现低成本、高效率、低能耗解决方案，不过各个厂家也在努力中，像特斯拉Model Y上的Super bottle系统就拥有一个八通阀，让空调不仅能搬运外面的热量，还能搬运电池和电机的热量，产生了多达12种工作模式，来应付不同需求；当然个别厂家也在研发二氧化碳热泵空调系统,以及低温增焓空调技术，-30℃依然可以工作，比如北汽新能源，不过还未实现量产化。