特別是在氣溫較低的北方開(kāi)新能源電動(dòng)車的車主估計(jì)都會(huì)反映一到冬天因需開(kāi)啟暖氣，純電動(dòng)汽車的續(xù)航里程就會(huì)大幅降低，造成不敢開(kāi)空調(diào)制熱，只能在車廂里忍受嚴(yán)寒而瑟瑟發(fā)抖。直接導(dǎo)致對(duì)新能源汽車的體驗(yàn)極差。

熱泵熱管理系統(tǒng)作用

要引入熱泵系統(tǒng)其最主要的動(dòng)因就是純電動(dòng)汽車或者支持純電行駛的插電式混動(dòng)汽車不能再繼續(xù)使用發(fā)動(dòng)機(jī)作為穩(wěn)定的熱源用于制熱。因此在引入熱泵系統(tǒng)之前，電動(dòng)汽車的空調(diào)系統(tǒng)制熱功能主要由電加熱器，又稱電阻PTC（Positive Temperature Coefficient）加熱器完成。

而直接用電加熱得到的熱量會(huì)大大降低動(dòng)力電池組的電量和行駛里程。如下圖所示根據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)冬季行駛打開(kāi)基于電加熱的空調(diào)制熱功能時(shí)，幾乎一半的電量都用于制熱。而僅剩一半的電量用于行駛。而使用熱泵系統(tǒng)制熱則行駛里程大幅提升。

（圖1 冬季續(xù)航里程對(duì)比）

（圖2）

熱泵熱管理系統(tǒng)原理介紹

新能源汽車熱泵系統(tǒng)被應(yīng)用到汽車空調(diào)系統(tǒng)的主要流程：

1、熱泵系統(tǒng)就是通過(guò)電動(dòng)壓縮機(jī)，將外部環(huán)境溫度中的熱量；

2、吸取并輸送到車廂內(nèi)；

3、進(jìn)行制熱的過(guò)程。

（圖3）

熱泵熱管理系統(tǒng)運(yùn)作具體的過(guò)程如下圖所示：

（圖4）

1、熱量從環(huán)境中被吸取進(jìn)熱泵系統(tǒng)；

2、熱量被壓縮并被加熱；

3、熱量被用來(lái)加熱車廂內(nèi)的冷空氣并使其升溫；

4、加熱后的空氣被送入車廂內(nèi)；

5、減壓后的熱量被轉(zhuǎn)化成低溫?zé)崃颗懦鲕囃狻?/p>

熱泵系統(tǒng)需要兼顧制熱和制冷兩種工況。制冷模式下的車內(nèi)蒸發(fā)器在制熱模式下用作冷凝器，相應(yīng)的制冷模式下的車外冷凝器在制熱模式下用作蒸發(fā)器。

典型車型熱泵熱管理系統(tǒng)解剖

大眾Golf GTE

下圖是大眾Golf GTE高爾夫插電混動(dòng)版所使用的熱管理系統(tǒng)管路示意圖。從圖中可以看到整個(gè)熱管理管路分為左右兩套，左邊包括一套高溫管路和一套低溫管路。而右邊則是另一套低溫管路。而在高溫管路中就可以看到所使用的高壓電加熱模塊PTC Heater，用來(lái)給車廂內(nèi)提供空調(diào)制熱功能。相應(yīng)的2012年款的日產(chǎn)電動(dòng)車LEAF和特斯拉Model S都使用了一款6kW的電加熱模塊用于制熱。

（圖5）

因?yàn)闊岜孟到y(tǒng)具有類似水泵將水從低處搬運(yùn)到高處的特性，整個(gè)熱泵系統(tǒng)可以把熱量從溫度低的地方搬用到溫度高的地方。例如在夏季，熱泵系統(tǒng)并不是把車外的低溫送進(jìn)來(lái)，相反的是把車內(nèi)的熱量搬向車外。從而達(dá)到制冷效果。

（圖6）

相應(yīng)的，在冬季制熱時(shí)，熱泵系統(tǒng)把車外的熱量送到車內(nèi)。這里可能大家會(huì)有疑問(wèn)，車外零下幾十度的話也有熱量可以輸送進(jìn)來(lái)嗎？是的即使是零下幾十度的溫度下還是存在熱量的，有熱量就可以被搬運(yùn)。

（圖7）

雷諾Zoe純電動(dòng)車

下圖為2013款的雷諾Zoe純電動(dòng)車所使用的來(lái)自日本電裝Denso的熱泵空調(diào)系統(tǒng)，也被用在了2013年以后的日產(chǎn)LEAF上。這套熱泵系統(tǒng)使用編號(hào)10、11的兩套電磁閥來(lái)控制管路內(nèi)制冷劑的流向。而編號(hào)5的蒸發(fā)器和編號(hào)4的冷凝器都放置在靠近車廂的一側(cè)。僅僅靠編號(hào)4冷凝器上的擋板來(lái)控制空氣是否僅流過(guò)蒸發(fā)器而變成冷風(fēng)的制冷模式，還是讓空氣流過(guò)冷凝器而變成熱風(fēng)的制熱模式。相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)艙前部的外部熱交換器1則要在制冷模式下作為冷凝器，在制熱模式下作為蒸發(fā)器。這樣整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)就需要編號(hào)1、4、5三個(gè)熱交換器。系統(tǒng)變得復(fù)雜了一些，但是為了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙高溫震動(dòng)環(huán)境部件可靠性的考慮還是值得的。在這套熱泵系統(tǒng)中，1kW的電力可以產(chǎn)生3kW的制冷效果和2kW的制熱效果。

（圖8）

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