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爱卡试验室(16)热泵空调拯救里程焦虑?

第 1/3 页:新能源车热源从哪儿来?
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  [爱卡汽车 新能源频道 原创]

  冬季来临,经过几轮寒流后气温不断降低,对于新能源纯电动车使用者来说,又到了宁可多穿衣服也不敢开暖风的阶段,而近来热泵式空调开始出现在新能源纯电动车上,相比传统的PTC加热元件会更节能嘛?带着疑问我们有针对性的开展了一次测试。

题图

  新能源车在今年销量突破百万,但很多老司机在纯电动车面前还是个新手,用车过程中有诸多的担心,对于纯电动车的暖风为何消耗续航里程以及热源从哪儿来还尚不了解,待我们一一解答。

一、纯电动车热源从哪儿来?

  传统燃油车冬季取暖的热源来自发动机余热,通过空调系统将热传至车内,以满足取暖的需求,是一个”废物利用“的过程,并不会对能耗产生较大影响。然而纯电动车不存在余热,需要额外装备PTC加热元件,消耗电能获取热量。

PTC 加热元件PTC加热元件说的通俗易懂一些,其实跟我们常用的吹风机原理大致相同,电阻丝通电后发热,鼓风机再将热量与冷空气交换,提升车内空气温度。

  PTC加热元件的功率通常为2-3kW,意味着工作1h需要2-3 kWh,如果一辆车的电池容量为30kWh,意味着PTC加热元件1h将消耗约10%的电量,冬季电池活性降低,让本就有所衰减的续航里程进一步减少。

  如此看来,纯电动车冬季取暖的代价可是不小,除PTC是否还有替代方案降低取暖的成本?其实替代品不仅有,且原理也不复杂,可以通过热泵解决热源问题。

纯电动车 热泵 VS PTC热泵这一名词可能有些陌生,不过压缩机各位应该有所耳闻,其实它是一个搬运“热量”的设备,将热运至所需的位置。

纯电动车 热泵 VS PTC在自然界中没有“冷量”的概念,所谓制冷只是将热量搬运到室外,夏季空调既是运用这一原理降低室内温度。而冬季,可通过将搬运的方向调转,把室外的热量搬进车内,实现提供热能的目的。

空调 四通阀门在车上并不用添加额外设备,通过给压缩机加装叫作“四通阀”的部件,使冷凝器与蒸发箱的位置进行变化,实现热能搬运方向互换的目的。

  原理简单介绍后,消费者想必最关心的是能耗问题,热泵/PTC加热元件在冬季取暖的过程中,哪种更省电呢?带着疑问我们找到了两台新能源车,分别是上汽荣威MARVEL X后驱版和北汽新能源EX360。

新能源的新起点 荣威MARVEL X性能测试上汽荣威MARVEL X搭载了容量为52.5kWh的三元锂电池组,综合续航里程为403km,值得关注的是它配备了全工况热泵空调系统,结合热泵吸收环境热能和PTC加热元件实现双重能量升温。

  之所以使用两套系统提供热量,是因为热泵工作初段产生热的速度较慢,空调工作初期会使用发热较快的PTC加热元件提供热量,以实现车内快速升温的目的,待热泵工作一段时间可提供足够热量后,PTC加热元件功率降低。

北汽新能源2018款北汽EX360北汽新能源EX360采用容量为48kWh的三元锂电池组,综合续航里程为318km,暖风热源仅为PTC加热元件。

空调热效率测试首先我们为这两台车进行充电,目的类似燃油车油耗测试前先加满油,以测得最终油耗。我们的测试将通过原地开启暖风空调,并持续1h,随后再次充满电,最终测得两台车暖风系统的能耗相差多少。

二、空调暖风能耗测试

  由于北汽新能源EX360配备手动空调,上汽荣威MARVEL X配备自动空调,我们为保证尽可能减少工况差异,测试过程中均使用最大风量及最高温度。

MARVEL X 空调测试为车辆充满电后我们开始进行测试,此时室外温度低至3℃,经过一段时间的充电,车内外几乎没有温差,也就是说测试场景接近使用者每天早上第一次用车的状态。

MARVEL X 空调测试测试过程中,空调风量调至最大,温度调至最高,并使用室内循环模式,测试时间为1h,过程中车内无人并保持密闭。为保证测试数据准确,尽可能减少用电器耗电,如关闭车灯、多媒体屏幕等。

  之所以将测试时间定位1h,既上文提到的热泵相对较慢,空调启动初段仍会采用PTC加热元件供热,后期转为热泵提供热源。测试时间1h有利于体现热泵空调的节能表现。

MARVEL X 空调测试测试持续1h后,我们再次为上汽荣威MARVEL X车辆充满电,测得在这1h中空调总共消耗的电能为0.86kWh。

  北汽新能源EX360与上汽荣威MARVEL X同步进行测试,它的空调热源仅依靠PTC加热元件提供,在启动初期PTC会大功率制热以快速升温,中后期车内温度有所上升后,也会相应降低制热功率。

北汽新能源EX360 空调测试同样车辆测试前已经充满电,关闭大灯等用电器后开始测试。

北汽新能源EX360 空调测试北汽新能源采用手动空调,我们将温度调至最高,风量调至最大,并使用室内循环模式,测试时间同样为1h。

北汽新能源EX360 空调测试测试持续1h后,我们为北汽新能源EX360充满电后发现,耗电量超过上汽荣威MARVEL X两倍之多,为1.99kWh。

空调能耗对比
  测试时间 空调温度/风量 耗电量
上汽荣威MARVEL X 1h 最高/最大 0.86kWh
北汽新能源EX360 1h 最高/最大 1.99kWh
爱卡汽车网制表 www.xcar.com.cn

  通过比对测试结果不难发现,上汽荣威MARVEL X空调能耗仅为北汽新能源EX360的43%,通过消耗的续航里程能更直观的体现出热泵空调系统较比PTC加热元件更节能。

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