相信很多朋友在冬天都有过这样的观察,尤其是在北方地区。
开着传统燃油车的朋友,即便是外面冰天雪地,车里也总是暖意融融,按下空调暖风开关毫不犹豫,因为大家普遍知道,燃油车的暖风是利用发动机工作时产生的多余热量,基本不怎么额外消耗燃油。
然而,当我们把目光转向日益增多的纯电动汽车时,会发现一个有趣的现象:很多电动车主在冬天宁愿多穿点衣服,或者用上电热坐垫、电热方向盘套,也对开启整车暖风空调这件事显得格外谨慎。
这背后究竟是什么原因?
难道是电动车主们集体养成了节俭的美德?
还是说,这小小的暖风开关背后,隐藏着一个能让续航里程大幅缩水的“电老虎”?
今天,我们就来详细地、用大白话聊清楚,电动汽车在冬天开暖风,到底对续航有多大的影响。
要理解这个问题,我们首先得弄明白燃油车和电动车在制热原理上的根本区别。
燃油车的发动机,本质上是一个效率不算太高的内燃机,它在燃烧汽油产生动力的同时,会释放出巨量的热能。
这些热能如果不及时散发出去,发动机就会过热“开锅”。
所以,汽车设计了一套冷却系统,通过冷却液在发动机内部循环,带走这些热量。
到了冬天,这部分原本要被“浪费”掉的热量就成了宝贵的资源。
车载暖风系统会把一部分滚烫的冷却液引导至驾驶舱内的一个叫做暖风水箱的部件里,这个部件就像一个小型散热器,鼓风机再把空气吹过它,热风就源源不断地送出来了。
整个过程,可以说是废物利用,发动机反正都在工作,热量也反正都在产生,所以开暖风对油耗的影响微乎其微,车主自然用得心安理得。
现在我们来看看纯电动汽车。
电动车的核心部件是电池和电机,没有了那个轰鸣作响、持续发热的发动机。
电机的能量转换效率非常高,工作时产生的热量与发动机相比,简直是小巫见大巫,这点热量远不足以温暖整个车厢。
那么,冬天取暖怎么办呢?
工程师们采用了目前最主流、也最直接的方案——PTC加热。
PTC这个词听起来可能有点专业,但它的原理非常简单,全称是“正温度系数热敏电阻”,您完全可以把它理解成一个大功率的车载版“电暖器”或者“小太阳”。
它的工作方式极其耿直:只要一通电,它就立刻把电能转化成热能,简单粗暴,效果直接。
这种方式的好处显而易见,一是结构简单,成本非常低,单个PTC元件的成本可能就在百元上下,维修更换也便宜;二是制热速度极快,几乎可以做到按下开关就有热风,对于早晨上班急着出门的短途通勤来说,体验感很好,不像燃油车还需要等水温慢慢升上来。
然而,优势的背后,是它巨大的能源消耗。
我们家里开一个2000瓦的电暖器,都会感觉电表走得飞快,而车用PTC的功率远不止于此。
根据车型的不同,用于给车厢供暖的PTC功率一般在5到7千瓦(kW)之间,一些尺寸更大的车型,比如理想L9,其PTC功率甚至高达9千瓦。
这相当于您在车里同时开了三四个家用大功率取暖设备,而这一切的能量来源,都是您那块容量有限的动力电池。
更关键的是,为了保证车辆在冬天的正常性能,很多电动车上的PTC还不止一个。
除了给车厢供暖的这个,还有一个同样重要的PTC是专门用来给动力电池加热的。
因为锂电池在低温环境下化学活性会大幅下降,导致放电能力变弱,续航里程打折,充电速度变慢。
为了让电池保持在适宜的工作温度,车辆也必须消耗电能给电池包进行“预热”和“保温”。
这两个PTC系统加起来,我们保守地估算,在冬季持续工作时的平均总功率达到5千瓦,是一个非常现实的数字。
那么,这5千瓦的功率对续航里程意味着什么?
我们来做一道简单的算术题。
以一辆市面上常见的,搭载了60度电(kWh)电池包,官方标称续航500公里的电动车为例。
我们可以计算出,在理想状况下,这辆车每消耗1度电,大约可以行驶8.3公里。
现在,您打开了暖风空调,PTC系统以5千瓦的功率开始工作。
这意味着,空调开启一个小时,就会消耗掉整整5度电。
这5度电,原本能支持您的车行驶多远呢?
答案是:5度电 × 8.3公里/度电 = 41.5公里。
这个数字足够让人心惊了:仅仅是开一个小时的暖风,就消耗掉了超过40公里的续航里程。
我们将这个计算结果代入到实际的驾驶场景中,情况会显得更加严峻。
在城市道路行驶,由于红绿灯和拥堵,车辆的平均时速可能也就在30到50公里之间。
假设您以40公里/小时的速度行驶了一个小时,车辆本身行驶了40公里,与此同时,暖风空调又额外消耗了大约40公里的续航电量。
里外里一算,您的实际续航里程几乎是打了对折。
原本充满电显示500公里的续航,在冬天开着暖风的市区里,能跑上250公里就已经算是表现良好了。
这就是为什么很多车主感觉冬天续航掉得特别快,甚至不敢开暖风的根本原因。
如果是在高速公路上行驶,情况可能会更糟糕。
高速行驶时,车速快,空气阻力大,电动机需要输出更大的功率,车辆本身的能耗就会比市区高,续航里程天然就要打个折扣。
同时,高速流动的冷空气会以更快的速度带走车身和电池包的热量,这会迫使PTC加热系统以更高的功率、更长的时间来工作,以维持车内和电池的温度。
在这双重因素的叠加下,续航里程的下降速度会非常惊人。
很多专业汽车媒体的冬季实测数据也印证了这一点,在零度左右的环境下,大部分采用PTC加热的电动车,开着暖风跑高速,其实际续航里程普遍只有官方标称的40%到50%。
在充电设施尚不完善或者需要排队的节假日高速上,这种断崖式的续航下跌所带来的里程焦虑,是实实在在的。
面对PTC这个“电老虎”带来的续航难题,汽车工程师们也在积极寻找更优的解决方案,于是,“热泵空调”技术开始在越来越多的中高端电动车型上得到应用。
这个听起来很高科技的名词,其实原理与我们家用的变频空调非常相似。
它不像PTC那样直接“制造”热量,而是扮演一个高效的“热量搬运工”。
它的工作逻辑是,利用压缩机和制冷剂的物理特性,从车外的冷空气中“提取”热量,然后将这些热量“搬运”到车内释放出来。
这个过程的巧妙之处在于,它消耗1度电,可能可以搬运来相当于2到3度电产生的热量,能源利用效率远高于PTC。
通常,热泵空调系统的制热功率在1到3千瓦左右,相比PTC能节省一半以上的电能。
换装了热泵空调的电动车,在冬季开启暖风对续航的影响可以控制在20%左右,大大缓解了用户的里程焦虑。
目前,像蔚来、小鹏、极氪等众多中国自主品牌的新车型,都已经将热泵空调作为标准配置或重要卖点。
当然,热泵技术也有其局限性,比如它的结构更复杂,成本更高,并且在零下15度以下的极寒环境中,由于外界空气中的热量实在太稀薄,其“搬运”效率会大幅下降。
因此,目前最理想的方案是“热泵+PTC”的组合模式,日常用高效的热泵来维持温度,在需要快速升温或极端寒冷天气下,再启动PTC进行辅助加热,以兼顾节能与取暖效果。
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