『肆』高度整合的特斯拉熱泵技術(shù)

　　特斯拉的新專利也是屬于熱泵+PTC輔助,。特斯拉為Model Y(參數(shù)|詢價)的熱泵系統(tǒng)加入了額外的PTC加熱器,，這個PTC加熱器采用了和傳統(tǒng)燃油車相同的12V電壓，同時Model Y也單獨配置了一個12V的蓄電池,。這個PTC相對來說功率和成本都很低,，完全處于輔助角色。

『特斯拉熱泵系統(tǒng)圖』

　　除了PTC輔助,，特斯拉熱泵技術(shù)另外一個也是最大的特點在于熱源的高度整合和強大的軟件性能,。從下面的專利圖可以清楚說明。

　　我們可以看到,，特斯拉熱泵系統(tǒng)將兩部分進行了融合,，一個是傳統(tǒng)的熱泵系統(tǒng),，其熱源來自于外界空氣,；第二部分是動力電池系統(tǒng),、驅(qū)動系統(tǒng)（包括電機和傳統(tǒng)系統(tǒng)）以及PCS功率電子產(chǎn)生的余熱，整套系統(tǒng)依靠八通換向閥進行復(fù)雜的熱量汲取,。以此提高熱泵空調(diào)總體的效率,。

　　一般情況的汽車熱泵系統(tǒng)采用四通換向閥,，來滿足環(huán)境熱源和成員艙的熱交換，而特斯拉因為整合了更多的熱源，所以采用了更為復(fù)雜的八通閥,。

　　小貼士：工質(zhì)，所謂工質(zhì)是指實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的媒介,，常見的有水蒸氣,、制冷劑等，空調(diào)里面的冷媒就傳統(tǒng)的工質(zhì),。

　　這種不同熱源的整合,，為特斯拉空調(diào)系統(tǒng)帶來了多達12種多種功能模式。和乘員艙有直接關(guān)系的有四種,，如下表所示：

　　 小結(jié)：特斯拉將傳統(tǒng)的熱泵空調(diào)和車輛的電池系統(tǒng),、動力系統(tǒng)進行了打通,，徹底壓榨了不同系統(tǒng)的余熱，同時進行了融合,，產(chǎn)生了多達12種工作模式,。最重要的是，這些功能是系統(tǒng)自己操作,，根據(jù)天氣情況和車輛情況自動完成所有的功能匹配和操作,。這在算法層面表現(xiàn)出一個極高的水準,，相信只有特斯拉這種使用了域控制器的車型才能完成集成度如此高的打通和融合。特斯拉也再次展現(xiàn)了他們的系統(tǒng)控制能力,，這值得中國品牌去學(xué)習(xí)和借鑒,。

『伍』熱泵如此之優(yōu)秀，難道就沒有問題和挑戰(zhàn)了嗎,？

　　目前關(guān)于熱泵空調(diào),，我們一般有兩個主要的疑問。首先是熱泵比PTC究竟能節(jié)能多少,？第二個是熱泵空調(diào)的缺點是什么,。

　　關(guān)于熱泵的能耗問題，理論和實際測試都有支撐,。理論上講,，我們一般用轉(zhuǎn)換熱量和輸入能力的比值也就是COP（能效比）來衡量空調(diào)性能好壞，COP越高說明空調(diào)轉(zhuǎn)化銷量越高,，也就是越節(jié)能,。理論上的數(shù)據(jù)是PTC制熱的COP是1，而熱泵的COP最低情況也高于1,，在實際中一般會在2-4之間,。也就是在相同能耗下，熱泵產(chǎn)生的熱量是PTC的2-4倍,。

　　那么從實體測試來看,，我們曾經(jīng)在0℃對榮威Ei5（熱泵空調(diào)）和吉利帝豪EV（PTC）進行了實際測試。

　　從暖風(fēng)空調(diào)原地實測（當時測試車外溫度為0℃）的結(jié)果來看,，熱泵空調(diào)的制熱效果并沒有像傳說中那樣,，“熱不快、不暖和”,，反而溫度的爬升要略好過PTC空調(diào),，而且耗電量更低，原地三十分鐘,，熱泵空調(diào)消耗的續(xù)航里程要遠低于PTC空調(diào),。（數(shù)據(jù)來源：PTC/熱泵哪家強 《我?guī)湍銣y》暖風(fēng)空調(diào)）

　　所以，我們可以認為熱泵空調(diào)確實比PTC在實際使用時更節(jié)約電量,，不過從上面的文章里,，細心的讀者朋友肯定發(fā)現(xiàn)，溫度其實對熱泵有著很重要的影響,。特斯拉Model Y給出了這樣的一張圖表,，這也引出了我們第二個疑問，熱泵空調(diào)的缺點是啥,？

　　我們可以肯定的回答,，就是溫度,。

　　實際上，當COP變?yōu)?時,，熱泵系統(tǒng)近乎于不工作狀態(tài),，此時環(huán)境溫度大概在-20℃左右；這個溫度除非東北地區(qū),，一般比較少見,；那么在更高一點的-10℃-0℃區(qū)間,，北方的天氣大部分都能達到這個氣溫,，特斯拉Model Y熱泵空調(diào)的COP在1-2之間，這個數(shù)值其實差強人意,，只是比PTC強一些,。特斯拉的策略是在這個區(qū)間啟動輔助PTC，幫助制熱,。超過0℃后就是熱泵空調(diào)最佳的區(qū)間了,，10℃便可以超過2.5，節(jié)能效果十分出色,。

　　綜上所述,，熱泵空調(diào)目前最大問題還是氣溫，對于寒冷地區(qū),，還是不夠方便,，不過應(yīng)對一般的北方地區(qū)，對于續(xù)航的影響必然要小于PTC車型的影響,。

　　那么除了系統(tǒng)本身存在的先天性問題,，在產(chǎn)品上熱泵也存在一定制約。上文提到過,，熱泵系統(tǒng)由四個核心零部件組成,，分別是：電動壓縮機、四通換向閥,、換熱器和電子膨脹閥,，其他零部件和傳統(tǒng)空調(diào)相同，但價格方面卻相差不小,。

　　而特斯拉使用了八通換向閥,，相比傳統(tǒng)熱泵的四通換向閥價格更高，因此對于特斯拉來說可能還要多一部分八通閥的價格,。

『陸』好空調(diào),、格力造，熱泵空調(diào)價格雖高,，但前景廣闊

　　熱泵空調(diào)雖然價格較高,，但好在整體系統(tǒng)方案和零部件供應(yīng)商已經(jīng)成為體系,。無論國內(nèi)還是國外都已經(jīng)形成較為完善的系統(tǒng)解決方案和零部件產(chǎn)品。

　　國外以法雷奧,、博世,、電裝、馬勒等企業(yè)為主,。這些國際品牌占據(jù)了全球55%以上的電動車熱管理市場,。其中電裝的經(jīng)驗尤為豐富，豐田,、日產(chǎn),、雷諾的熱泵系統(tǒng)皆來自于這家企業(yè)。從2013年推出熱泵空調(diào)以來,，它積累了大量經(jīng)驗,，它的最新產(chǎn)品可以將熱泵空調(diào)應(yīng)用在-10℃的環(huán)境，比2013年的初代產(chǎn)品節(jié)能63%,。

　　與國外供應(yīng)商全套系統(tǒng)方案的提供不同,，國內(nèi)供應(yīng)商在零部件方面更有優(yōu)勢，而且已經(jīng)做到了全覆蓋,。比如奧特佳,、三花智控等，其中奧特佳的電動壓縮機就是特斯拉Model Y熱泵系統(tǒng)的零部件,，還有異軍突起的格力,。格力曾發(fā)布過整套的車載熱泵系統(tǒng)，其最低使用溫度可以到-30℃,，里面應(yīng)用了一系列格力的最新空調(diào)技術(shù),，這套技術(shù)有望未來在中國品牌上搭載。

　　 編輯總結(jié)：續(xù)航短,、充電難,，一直影響消費者購買電動車的主要因素之一，而熱泵技術(shù)作為為數(shù)不多且現(xiàn)階段可以提升續(xù)航的手段,，因為其較為高額的裝車價格而被車企忽略,，但這次特斯拉的強勢宣傳以及在熱泵上發(fā)力的舉動，必然會引起其他車企的重視,。最重要的是特斯拉將熱泵技術(shù)深入融合開發(fā)的思路以及強大的軟件整合能力一定要充分重視,，新勢力車企或許在造車上還有很多路要走，但在系統(tǒng)整合以及軟件端已經(jīng)走在了前列,。（汽車之家 圖/文 冷曉陽）

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