電動汽車冬季續航短板解決方式：脈衝自加熱與熱泵空調

2021-09-09由天和Auto 發表于歷史

日前長安汽車推出的全新轎車C385預計搭載脈衝加熱技術，透過脈衝技術可以實現從零下30℃到零上20℃五分鐘完成，實現低溫條件下續航里程40-70公里的提升；似乎這種技術能克服電動或混動汽車冬季續航里程下降的問題，只是目前長安還沒有公佈具體執行原理與資料，實際表現會如何還有待觀望。

不過還有三種已經成熟應用的技術，下面就來簡單瞭解一下吧。

PTC

熱泵

脈衝自加熱（用於DM-i混動汽車）

PTC模組應當是新能源汽車使用者最為熟悉的，這是種比較簡單可靠但能耗也比較大的加熱方式；其原理簡而言之就是“熱得快”，透過高電阻的導體配合足夠大的電流產生高溫，高溫在去加熱防凍冷卻液、透過防凍液在電池包的管路中流動實現升溫，同時也能夠給空調系統的交換器加熱。

這種技術就像是電熱水壺、小太陽或者電火鍋，耗電量真的是會很高的；要知道一度電能產生857。14卡的熱能，用電加熱防凍液的過程中還有百分之幾的損耗，能效比實際是很不高的。但這種技術簡單易用且可靠穩定，所以電動汽車和插電混動汽車才會廣泛應用；可是造成的問題是怠速每小時可以耗電接近5kwh，而有些中型電動汽車的平均電耗也只是15kwh/100km，那麼續航里程的縮短也就是必然的結果了。

所以此類車輛都會加上“電池預加熱”系統，在充電過程中設定好即可保證溫度達到20℃左右；在溫度比較高的時候維持恆溫能減少一些電耗，最起碼減少了加熱過程的電耗，但這也只是一定程度的緩解。

「熱泵空調」被視為電動汽車的“革新技術”，因為先後由自主品牌和美系新勢力車企應用，不過這種空調系統其實並沒有想象中的那麼理想；所謂的熱泵系統就是用壓縮機“反向運轉”，配合R134a或R401a製冷劑，在冷空調系統的硬體中運轉。在製冷器達到冷凝器的時候會散熱成為液態，隨即以液態形態到達蒸發器，當蒸發器的溫度高於製冷劑時會被製冷劑吸收其熱能並快速沸騰，過程中產生的熱能即為送入車內的暖風、或用於加熱電池組的熱源。

家用空調其實也是這樣，但有沒有發現家用空調基本都有電輔熱？

空調製熱會隨著溫度的降溫而逐漸降低制熱效果，原因可以理解為空氣中都沒有什麼熱能去吸收，制熱效果當然會變差嘍；所以熱泵空調所謂的超高能效比是有前提條件的，條件就是室外氣溫足夠高，但溫度足夠高還要制熱幹什麼呢。

熱泵空調的能效比在氣溫達到25℃時可高達“4”，溫度降低到10℃左右就會接近2。5，低於零度能接近2。0；如果達到零下10-30℃的話，能效比是多少可暫且不談，能否正常地保持電池組溫度和制熱都會是個問題。所以熱泵空調也不是完美的，特斯拉使用的熱泵空調會吹噓到神乎其神，然而冬季測試過的Model 3續航縮水一度接近60%，反而是一些使用PTC的車輛不會有那麼誇張。

那麼是熱泵系統與脈衝加熱究竟哪種好，或者兩者能否相容呢？

參考比亞迪汽車的「脈衝自加熱」技術

目前來看還是“PTC＋電池預測”比較好用，或者像長安汽車使用的脈衝加熱技術比較適合電動汽車，只是長安究竟用什麼模式暫時還不清楚；而對於插電混動汽車而言則應當是脈衝自加熱技術好一些，比亞迪的這種技術比較特殊。簡而言之就是刀片電池組進行“電芯內部加熱”，概念可理解為電池或模組之間的“相互高頻充電”；在互相充電的過程中自然不會像使用PTC加熱的損耗那麼大，因為充電還是“電能轉電能”，只是轉化過程中存在少量的損耗。

但是高頻脈衝會產生很高的熱量，而且是能做到區域性高熱能；這樣就能實現電池的快速升溫，電池始終於理想的執行溫度中、同時相互充電的電能損耗又很低，冬季續航里程自然會提高很多嘍。

電池脈衝自加熱是個不錯的理念，只是電池的預熱會有多大、能否有效利用還有些令人迷惑；由於該技術目前用於DM-i混動汽車，此類車輛日常通勤使用純電模式，長途駕駛使用油電混合模式，啟動內燃機後製熱則依靠由做功熱能加熱的防凍冷卻液即可，所以綜合能效比還是非常高的。

那麼剩下最令人期待的應當就是EV系列的車輛能否應用這種技術了，如果以電池脈衝自加熱、配合電池組預熱系統，實現駕車之前電池包達到理想溫度，駕駛過程中透過脈衝方式維持熱能，電動汽車的續航里程應當會有更大幅度的提升。長安汽車是否會用這種技術暫時不能確定，比亞迪也許可能會使用吧，一旦以類似的技術解決了冬季續航衰減的問題，電動汽車的春天真的要到了。