特斯拉热泵空调与普通空调的区别

特族 特斯拉 1893

热泵是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置,可以在较冷的气候下使车辆的效率更高,从而增加车辆的行驶里程。

特斯拉首席执行官埃隆·马斯克在Twitter上评论了热泵设计,并称赞了设计它的团队:“Model Y热泵是我一段时间以来见过的最好的技术之一。团队做了超前的工作。”

马斯克详细介绍了Model Y热泵的设计:应用PCB设计技术创造了通常无法通过物理手段实现的热交换器。热泵还具有局部加热回路,可快速升温并延展可适用温度范围。 Octavalve*也很特别。团队做得很好,我没有功劳。(注:Octavalve是一个具有八个进出阀组成的部件。)

热泵的工作原理

热泵实际上是带有换向阀的空调。

热泵的电动压缩机先将制冷剂加压,再将其送出压缩机。然后,车辆根据车内的气候控制设置,对换向阀进行控制:如果驾驶员想要冷空气,被加压的制冷剂将进入空调冷凝器(liquid cooled condenser);或者如果驾驶员需要车厢加热,则将制冷剂直接输入驾驶室的换热器,对车厢的进气进行加热。

热泵移动利用可用的热量,对车厢或者电池进行加热,这意味着对车辆进行加热所需的能量更少。它简化了Model Y的气候控制系统的整体结构,同时为特斯拉提供了一种全新的方式来最大化电动汽车的效率。

热泵的优缺点

一直以来,特斯拉使用PTC电阻加热系统将电能转化为热量,虽然电阻加热系统的效率为100%(用于加热车辆的所有电能都转化为热能),但热泵的效率通常为300%。

热泵属于热量的搬运工,它可以利用1 kW的能量并“产生”2-3 kW的热量。这有助于解决特斯拉在寒冷气候下通常遇到的航程减小问题。

对于普通的电动汽车,当天气寒冷的时候,电池不仅需要为电动汽车提供电力,还要加热电池和驾驶舱,行驶里程就会大幅下降(根据《绿色汽车报告》,电动汽车在寒冷的天气下可能会损失多达40%的行驶里程),并导致更频繁的充电。

然而,有了更有效的热泵和气候控制系统,生活在极寒地区的消费者便可以消除后顾之忧,不再为冬季续航烦恼!

但是,热泵仍然存在弊端。例如,热泵在极冷的温度下(例如-20℃)不能很好地工作。所以,特斯拉Model Y还采用了12V PTC电阻加热器作为这种情况下的补充热源。当然,随着对热泵效率的更多研究,这种情况正在改善。

整车热管理系统的工作模式

根据《电动汽车如何“抛弃”PTC?特斯拉做的最绝》一文,我们还了解到特斯拉Model Y有如下12种工作模式:

1. 纯热泵系统模式 – 通过Octavalve控制冷却液加热机舱。

2. 提供电池热量并利用低压PTC加热器为乘客舱补充热量混合热泵模式。

3. 混合热泵系统模式,在内部循环模式下,使用低压电加热器,并使用蒸发器/HVAC,从电池系统提取热量。

4. 压缩机配置为加热模式,以加热座舱。

5. 压缩机配置为加热模式,以加热座舱和电池。

6. 压缩机配置为电池系统的加热器。

7&8. 通过机舱蒸发器支持电池系统的预热。

9. 预加热

10. 除霜

11. 除雾

12. 快速除湿

通过不同的工作模式之间的切换,Model Y的热管理系统可以满足电动汽车安全行驶的需要,各个部件对温度的要求,乘客对舒适性的需求,还能尽可能地降低对电池的使用量。

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