新能源车都用热泵制热了,为啥“开暖风的耗电”依旧比开空调高?
小李去年买了辆新能源车,夏天开着空调跑高速,续航稳稳当当。可一到冬天,情况就变了:只要一开暖风,仪表盘上的剩余里程就跟坐滑梯似的往下掉。他纳闷了:“厂家不是说换了热泵吗?不是比老式的电暖器省电多了吗?怎么感觉比夏天开空调还费电呢?” 这困惑,恐怕不少新能源车主都深有体会。今天咱们就掰开了揉碎了,聊聊这背后的科学门道。
热泵:不是“生火”,是“搬运”热量的高手
老式新能源车暖风靠的是PTC加热器,你可以把它想象成一个大号“电热丝”。它工作简单粗暴:通电,发热,吹热风。它的效率确实高,几乎99%的电能都转化成热量,但问题在于——每一份热量都要用实实在在的电能去“造”出来,耗电量自然就大。
热泵的出现,就像给车子请了个聪明的“热量搬运工”。它不直接“生火”,而是利用制冷剂的物理特性(蒸发吸热、冷凝放热),把外界空气中、哪怕是很低温的热量,“搬运”到车厢里来。神奇的地方在于,它消耗1份电能,往往能“搬”进来2份、3份甚至更多的热量!这就像你用一根杠杆撬动重物,省力得多。理论上,热泵比PTC能省下三分之二的电,冬天续航应该更有保障才对。可为啥实际情况没那么简单?
温差大,任务重:冬天的“搬运”太难了!
想象一下夏天制冷和冬天制暖,热泵要干的活儿难度有多大差距:
夏天制冷: 车外40℃,目标是把车内降到25℃。需要降低的温度差是40℃ - 25℃ = 15℃。
冬天制暖: 车外可能是刺骨的0℃甚至-10℃,目标是把车内升到25℃。需要升高的温度差达到了25℃甚至35℃!
整整多了10℃到20℃的巨大温差!这意味着热泵这个“搬运工”在冬天需要做的“功”要大得多。就像让你搬一箱水果上三楼和上六楼的区别,后者肯定更累、消耗更大。同样的热泵系统,为了克服更大的温差,压缩机需要运转得更“卖力”,消耗的电能自然水涨船高。这是冬天暖风更耗电的第一个硬道理。
低温“掉链子”:热泵也“怕冷”!
热泵的核心本事是“搬运”空气中的热量。但有个大前提:得有足够的热量让它“搬”啊!冬天,尤其北方严寒地区,环境温度非常低,空气里蕴含的热量本身就少得可怜。
效率大打折扣: 当环境温度降到零下10℃左右,热泵还能勉强工作,但能“搬”进来的热量就开始锐减,效率(专业术语叫COP值)显著下降。原本一度电能搬两三度热,这时候可能连两度都做不到了。
“罢工”与帮手: 如果气温低到零下15℃、20℃,空气中的热量就像沙漠里的水一样稀少。热泵这个“搬运工”自己都快被冻僵了,效率低得可怜,甚至可能完全“搬不动”了(蒸发温度过低,无法有效吸热)。这时候,为了保证车厢的温暖,系统只能无奈地启动“老伙计”——PTC电加热器来辅助或完全接管供暖。PTC可是个纯粹的“电老虎”,一旦它介入,耗电量自然就蹭蹭上去了。即使只是辅助,整体能耗也会远超纯热泵模式。
结霜的烦恼: 冬天空气湿度通常较高。热泵在低温下从空气中吸热时,蒸发器表面温度会降到冰点以下(有时甚至要降到-20℃以下才能吸到热),这导致空气中的水蒸气瞬间凝结成霜,牢牢地包裹在热交换器表面。这就好比给热泵戴了个厚厚的“冰口罩”,严重阻碍了它继续从空气中有效吸收热量。
除霜更耗电: 霜冻严重了怎么办?系统只能暂停制热,进入“除霜模式”。怎么除?简单又耗电:把压缩机产生的高温制冷剂引到“冰口罩”(车外换热器)上,用自己的热量把霜融化掉。这个除霜过程不仅停止了向车内供暖(你会感觉出风口突然吹冷风),还要额外消耗电能去运行压缩机除霜!除完霜,系统才重新开始制热。如此反复除霜、制热,效率被严重拖累,耗电量自然居高不下。想象一下,一个马拉松选手跑几步就得停下来喘口气,还不时被人套上个口罩,他的成绩能好吗?
“暗中偷电”的帮手:电池也要保暖
你以为暖风耗电只是吹风那点事?还有一个“电耗大户”经常被忽略——动力电池自己!锂电池就像娇气的孩子,太冷了会“没精神”(活性降低),影响续航和安全。为了保证电池在低温下正常工作,车辆自带的电池热管理系统(BMS)会偷偷地给电池保温或加热。这个加热源,很可能也是来自于热泵系统或者额外的PTC!
也就是说,当你冬天坐进车里打开暖风时,热泵可能同时在干两件大事:给车厢供暖 + 给电池加热。这就好比你家冬天同时开着客厅空调和卧室电暖器,电费账单能不高吗?而且,很多车有“远程预热”功能,在你上车前就已经在默默地给电池和车厢升温了,这些电量消耗早已开始计入你的续航里程。
小动作,大影响:车门开合也耗热
还记得那些厂家在续航测试中纠结的“车门开启次数”吗?这并非吹毛求疵。冬天车内好不容易积攒的宝贵热量,每次开关车门都会瞬间流失一大块。尤其是长时间开门搬东西、检查车辆,车厢温度会迅速下降。车门关上后,暖风系统就得开足马力,重新把流失的热量补回来。这个过程,意味着额外的电能消耗。想想看,寒冬腊月开着门收拾后备箱几分钟,再上车时是不是感觉冷飕飕?这时候暖风呼呼直吹,电表也在呼呼直转呢。
未来可期:技术升级,续航更稳
看到这里,大家可能有点沮丧:热泵这么好,冬天却这么多麻烦。别急,工程师们一直在努力:
低温适应性提升: 研发更耐寒的制冷剂、优化系统管路设计和压缩机效率,让热泵在更低温度下也能保持较高工作效率。
智能除霜策略: 利用更精准的传感器和改进的算法,让系统只在必要时刻、用最省电的方式进行除霜,减少无效能耗和供暖中断时间。
余热回收利用: 像特斯拉等品牌开始探索将驱动电机、电控系统运行时产生的余热也回收利用起来,用于辅助供暖或保温,减轻热泵或PTC的压力。
优化系统集成: 更智能地统筹管理车厢制热、电池加热、除霜需求,寻找整体能耗最低的方案。比亚迪等品牌就在低温算法上做了优化。
车主小贴士:巧用暖风,续航更久
了解了原理,我们也能在冬天更聪明地使用暖风,尽可能省电:
1. 合理设置温度: 车厢温度不必追求“穿短袖”的炎热,设定在18-22℃体感舒适即可,每调高一度都可能显著增加能耗。
2. 善用座椅/方向盘加热: 这两个功能是直接电阻加热,局部加热效率高且体感温暖直接,比直接调高整个车厢空调温度更省电。
3. 避免频繁开门: 冬季尽量减少不必要的开门次数和时间,尤其是在大风寒冷天气。
4. 远程预热“二选一”: 如果使用远程预热功能,尽量避免同时预热车厢和电池(如果车辆支持分开设定)。或者提前预热时间不宜过长。
5. 定期检查维护: 确保空调进风口(车头格栅处)没有被积雪、落叶堵塞,影响热交换效率。空调滤芯保持清洁也有助于空气流通。
结语
新能源车用上热泵,绝对是提升冬季续航的“利器”。但大自然冬天的“冷酷”挑战——巨大的温差、稀薄的空气中热量、恼人的结霜问题,以及默默守护电池的额外能耗,使得在严寒里提供温暖舒适的车厢环境,依然需要付出比夏天制冷更高的电能成本。这是物理规律和当前技术条件共同作用的结果。理解了这其中的“辛酸”,我们就能更理性地看待冬日的续航变化,合理使用车辆功能。同时,厂家们也在不断改进技术,低温热泵、余热回收等方案正逐步落地。相信随着科技的持续进步,新能源车在冬天的表现一定会越来越从容,让我们在享受低碳出行的同时,也能拥有一个温暖舒适的冬季旅程。
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