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高寒地区新能源车空调系统供暖现状

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高寒地区新能源车空调系统供暖现状
时间 时间:2019/12/30 地方 发布:郑州跃博 阅读 阅读:653

【摘要】 制约新能源车辆在高寒地区推广和发展的两大棘手问题便是电池续航与车内供暖,本文将着重供暖方面做一个简要的论述。除却一些新能源公交车在车上放置柴油取暖设备以节约电量增加续航的无奈方法,目前市面上的新能源汽车有两种主流的供暖方式。一种是比较费电PTC加热器(高压电阻加热模块,PTC Heater),直接加...

高寒地区新能源商用车

 

制约新能源车辆在高寒地区推广和发展的两大棘手问题便是电池续航与车内供暖,本文将着重供暖方面做一个简要的论述。

 

除却一些新能源公交车在车上放置柴油取暖设备以节约电量增加续航的无奈方法,目前市面上的新能源汽车有两种主流的供暖方式。

 

一种是比较费电PTC加热器(高压电阻加热模块,PTC Heater),直接加热车厢内的冷空气;或先加热水,再制造暖风。

 

一种相对省电,是利用热泵系统(热泵热管理系统,Heat Pump),利用外界的热量加热水或直接加热冷空气,制造暖风。

 

纯电动车引入PTC加热器或热泵系统最主要的原因是它没有发动机的余热可以利用,所以必须人造一个热源出来,而因为没有燃油,这个热源必须耗电才能产热,当车辆打开基于PTC加热器或热泵系统的暖风功能时,一部分电量用来制热,一部分用来行驶,这也是新能源车辆制热后续航里程锐减的主要原因。

 

PTC加热器,又分为两种:一种是直接加热空气的风暖PTC,成本低。另一种是先加热水,再通过水热水取暖的水暖PTC,成本相对略高。

 

风暖PTC可以把它理解为超大号的小太阳,都是通过加热车厢内的冷空气来制造暖风。一般来说,其启动时功率最低6kW起底。水暖PTC原理则和北方家庭常见的水暖暖气差不多,功率一般在10-12kW左右。此外,由于PTC使用电压范围在460-750V之间,所以它只能由动力电池组供电,不能使用蓄电池组的电。以市面上最常见的比亚迪秦EV450为例,其动力电池组能量61kWh,NEDC续航里程(不开空调)400km。

 

当其使用风暖PTC 1h时,理论耗电6kWh,相当于损失了十分之一,即40km的续航里程。其使用水暖PTC 1h时,理论耗电10kWh,相当于损失了快67km的续航里程,加上冬天动力电池组性能下降,实际情况可能更糟。

 

因为结构简单、造假便宜、易于维护的特点,绝大多数车型都采用了这种方案,包括特斯拉 Model S、日产Leaf、小鹏G3。

 

另一种相对高端的空调供暖形式则是热泵制暖。热泵的原理就是将外界的热量收集起来,搬运到车厢里,无论再冷的天,空气中也是有热量的,即便热量是负数。这种系统的功耗很低,大概只有2-3kW。以配备了此类系统的荣威Ei5为例,其电池组51kWh,NEDC续航里程400km,开启暖风一个小时大概耗电2kWh,大约相当于消耗了16km的续航里程。

 

高寒地区新能源

 

而在2019年7月份,格力集团则是发布了搭载双级增焓热泵技术的乘用车热泵空调,能在-30~54℃的环境下可靠运行。这项技术革新的突破点还是在空调压缩机方面,双级增焓技术,能够通过单压缩机补气变排量运行,大幅提高热泵能力,同时系统运转范围扩展到-30~54℃,在低温工况下,随着系统压比增大,格力热泵空调系统性能提升更显著,性能较单级系统可提升8%~33%。能够实现极端温度下的高可靠运行。相较普通的PTC采暖,热泵空调耗电量节省60%,整车续航比例增加13%。

 

但是格力的双级增焓热泵空调目前只适用于乘用车及部分商用物流车,如何开发出商用公交车上搭载的低耗能供热空调,需要整车企业和空调厂结合吉林省汽车电子协会已发布的《高寒地区纯电动乘用车技术条件》(T/GHDQ 1001 2017)《高寒地区纯电动客车技术条件》(T/GHDQ 1002 2017)及后续标准共同探索解决。

 

尽管受气候影响,高寒地区的新能源车在供暖和续航可能面临各种问题和困境,却也不能否认新能源产品在未来将占据汽车市场的主流地位。虽说具体是全国推行还是按照各地域特点区域推行还有待商讨,但其趋势性特点目前表现的已经十分明显,跃博新能源也希望更加成熟的新能源时代早点到来。

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