純電動(dòng)車(chē)型在近些年迅速發(fā)展的場(chǎng)景是有目共睹的,但要說(shuō)純電動(dòng)車(chē)最讓工程師們頭疼,且也是最讓車(chē)主們窩心的事情,莫過(guò)于在寒冷環(huán)境下用車(chē)?yán)m(xù)航打折的問(wèn)題了。為了緩解這樣的尷尬場(chǎng)面,工程師們苦思冥想終于決定將熱泵空調(diào)搬到純電車(chē)型上,在各家車(chē)企給出的不同解決方案中,特斯拉的熱泵空調(diào)方案無(wú)疑是較早一批投入量產(chǎn)使用,且也是迄今為止較為有效的設(shè)計(jì)。
什么是熱泵空調(diào)?
從整體的框架結(jié)構(gòu)來(lái)看,特斯拉工程師設(shè)計(jì)的熱泵空調(diào)方案覆蓋面非常廣,從純電動(dòng)車(chē)型的電池、電機(jī)和電控系統(tǒng),到負(fù)責(zé)為座艙調(diào)節(jié)溫度且為前擋風(fēng)除霜的空調(diào)系統(tǒng),可以說(shuō)這是一套較為完備的熱管理系統(tǒng)。
可能很多人對(duì)熱泵空調(diào)并不是特別了解,那么首先我們來(lái)聊聊它的工作原理。熱泵空調(diào)主要是利用冷媒介質(zhì)在氣態(tài)和液態(tài)來(lái)回轉(zhuǎn)變的過(guò)程中,根據(jù)其蒸發(fā)吸熱和冷凝放熱的原理,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷和加熱的最終目的。
在熱泵空調(diào)大批量裝車(chē)以前,因?yàn)椴荒芟袢加蛙?chē)那樣利用發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱為乘員供暖,所以在純電動(dòng)車(chē)型上常用的是PTC空調(diào),它的制熱原理是通過(guò)給熱敏電阻通電,讓電阻產(chǎn)生熱量加熱為座艙內(nèi)部的乘員供暖。通俗點(diǎn)說(shuō)就是為加熱敏電阻通多少電,它就能為乘員提供多少熱量,相對(duì)而言熱泵空調(diào)可以從外界的空氣獲取熱量,在耗電量方面比PTC空調(diào)更低些。
舉個(gè)例子來(lái)說(shuō),PTC空調(diào)更像是在緊鄰河邊的低洼處挖出一道蓄水池,蓄水的時(shí)候只需要將堤岸鑿出一道缺口,那么河水就會(huì)根據(jù)地心引力向下流的原理,不需要借助其它工具就能灌滿整個(gè)蓄水池,但在這個(gè)過(guò)程中要耗費(fèi)很多人力,去實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蓄水量的情況并及時(shí)去填堵缺口,同時(shí)還要實(shí)時(shí)觀察堤岸缺口是否會(huì)有被沖垮的風(fēng)險(xiǎn)。
熱泵空調(diào),更像是在距離河邊較遠(yuǎn)的高地挖出一道蓄水池,想要為其灌滿河水就需要借助水泵、水管等工具,這樣才能讓河水從低處向高處流動(dòng),最終灌滿整個(gè)蓄水池,整個(gè)過(guò)程中不需要浪費(fèi)過(guò)多的人力去實(shí)時(shí)監(jiān)控,雖然使用的工具相對(duì)多了些,但是綜合來(lái)看會(huì)節(jié)省許多人力和精力。
其實(shí)從這個(gè)舉例也可以看出,熱泵空調(diào)因?yàn)槭褂昧烁嗟牧悴考浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)更加復(fù)雜些,所以直接體現(xiàn)的是在成本方面會(huì)更高一些,這也是當(dāng)下不少純電動(dòng)車(chē)型仍在用PTC空調(diào)方案的原因之一。
特斯拉的熱泵空調(diào)優(yōu)勢(shì)在哪?
特斯拉工程師研發(fā)的加熱泵空調(diào),在結(jié)構(gòu)和布局方面要比市場(chǎng)中的競(jìng)品稍微復(fù)雜些。以特斯拉車(chē)型為例,它所搭載的熱泵空調(diào)就包括有9條冷媒介質(zhì)循環(huán)管路,這9條管路不僅在布局上錯(cuò)綜復(fù)雜,同時(shí)在不同用車(chē)場(chǎng)景下冷媒介質(zhì)的流動(dòng)途徑也不相同。