特斯拉Model Y交付後，隱藏在車內的熱泵成了最大「彩蛋」。
熱泵是將熱能從熱源轉移的裝置，功能類似於反向空調。相較於傳統的電阻加熱器，熱泵最大的優點就是高效，其效能系數是傳統電阻加熱器的2-3倍。Model Y是特斯拉首款搭載熱泵系統的車型，熱泵能減少其電池損耗，在冬季可以增加續航裏程。
「Model Y的熱泵是我這段時間見過的最好的工程設計之一。」特斯拉CEO埃隆·馬斯克(Elon Musk)在推特上表示，團隊已經完成了下一個階段的工作。
事實上，熱泵並非新技術。「早在兩三年之前國內就已經有車型搭載熱泵空調了。」某新能源汽車品牌工程師王亮告訴未來汽車日報（ID：auto-time），更早之前，日產、豐田車型上也搭載過熱泵空調。
但由於成本、技術等原因限制，熱泵目前並沒有在電動車領域大規模普及。「熱泵空調效率高，未來肯定會越來越多。」王亮預計，到2022年冬奧會時期，國內電動車將大範圍采用熱泵空調，只不過在此之前還需要克服不少技術瓶頸。
2025年市場滲透率或達30%
目前，純電動汽車空調主要有兩種制熱方式，熱泵和PTC（Positive Temperature Coefficient）熱敏電阻，兩者制熱方式不同。
熱泵不產生熱量，是將車外的熱量補充到車內取暖，其工作原理和冷暖一體式空調一樣，冬天這種空調的室外壓縮機會工作，同時向室外吹出涼風。王亮表示，熱泵系統其實就是換熱器吸熱放熱的過程，類似水往低處流。
PTC則是直接將電能轉化為熱能，即使在極致情況下也只能實作100%的能量轉換，如耗費2焦耳能量，最多只能提供2焦耳熱量。消耗電能制熱，意味著犧牲電動車的續航裏程。
熱泵工作原理 來源：國金證劵
「熱泵技術是依靠制冷介質把車外空氣中的能量吸收，並補充給車內取暖，這種搬運能量的效率要比PTC電能轉化成熱能的效率高出不少。」王亮告訴未來汽車日報（ID：auto-time），在0攝氏度左右，熱泵效率是PTC電加熱的2.2-2.5倍；在零下7度附近，熱泵效率是PTC的1.5-1.8倍。
「以現有的常溫續航450公裏的車型估算，零下7攝氏度時普通車型續航大約在250公裏，熱泵版預計可以達到280-290公裏。」王亮表示，熱泵版純電動車在冬季比PTC電加熱車型，要高出30-40公裏的續航裏程。
續航裏程是電動車現階段最大的痛點之一。美國消費者報告2019年2月的測試數據顯示，在室外零下20攝氏度左右天氣中，Model 3的續航折損121英裏（約195公裏），相當於折損近一半。對於特斯拉來說，也不得不采用熱泵系統提升其續航。
此外，使用熱泵空調空調也有助於提升電池的溫控系統。奧迪釋出E-tron表示，這款車采用了帶有熱泵的熱管理系統，可以幫助E-tron始終保持在25-35攝氏度的良好工作區間，支持反復加速踏板踩到底加速。奧迪也因此有底氣宣稱，E-tron比沒有搭載熱泵的特斯拉Model S P 100D更快。
使用熱泵空調，已被公認為應對電動車冬季續航衰減、提升綜合效能的最佳方案之一。除了特斯拉、奧迪，日產聆風、雷諾ZOE、寶馬i3、豐田普銳斯、捷豹I-PACE等車型均已搭載熱泵空調。國產電動車也完成了從0到1的突破，榮威Ei5、榮威MARVEL X、蔚來ES6等均采用了熱泵。
國金證劵表示，熱泵空調正成為車載空調新趨勢，並預計2025年車載熱泵空調將會達到30%的市場滲透率。
普及路上困難重重
熱泵空調被公認為未來發展趨勢，但目前主流新能源汽車仍以PTC電加熱為主。PTC具有成本低、技術門檻低、加熱快等優點，相比之下，熱泵空調價格高、技術難度大。
熱泵技術涉及比較專業的熱力學開發和測試能力，在傳統的車用空調行業，先進技術集中於幾大領先供應商，而名牌大廠的產品價格和開發費用均遠高於普通企業。
國內最早采用熱泵的自主品牌上汽榮威工程師透露，榮威Ei5的熱泵空調成本此前達到一萬多元。王亮則對未來汽車日報（ID：auto-time）表示，目前熱泵系統比普通空調系統多出的零部件價值平均在1200-1500元，雖然有所下降，但是這些硬性成本也會導致汽車廠商對成本、效能的平衡考量發生動搖。
PTC風暖加熱器 來源：國金證劵
和PTC相比，熱泵空調還很大程度上受到溫度的限制。「熱泵空調在零下10度以下，從外界獲取熱量的效率明顯降低，幾乎是無效的。」王亮告訴未來汽車日報，在這種情況下，電動汽車還需要靠PTC加熱。
此外，熱泵技術在其他領域已形成成熟的產業鏈，但在車用領域，熱泵空調的重量、體積、抗震效能、可靠性、使用壽命、供應商資源等，都是需要考慮的因素。任何一項出現短板，都會制約這項技術的套用。
其中，熱泵難以普及的最大原因，還在於技術門檻。
「熱泵空調在商用和家用領域已比較成熟，但套用在車輛上還有不少技術瓶頸。」王亮告訴未來汽車日報（ID：auto-time）熱泵空調的工作原理雖然簡單，但是把熱泵空調融入新能源汽車的電控系統非常復雜。
王亮表示，在冬季開車或快速充電時，熱泵處於工作狀態，但當電池到達一定溫度後，電池就需要散熱，同時還需要保證車內溫度，這對電動車的熱管理技術有相當高的要求。
在這種情況下，需要電腦準確判斷熱泵系統和PTC的分工，協調好電池以及駕艙的溫度。「如果熱管理技術不過關 ，使用熱泵空調反而會增加電池能耗。」王亮告訴未來汽車日報，這本質上還是考驗車企的電控技術。
隨著特斯拉在Model Y車型上首次搭載熱泵空調，這些技術瓶頸或將被突破。
馬斯克在推特表示，Model Y的熱泵系統有局部加熱回路，以擴大可用的溫度範圍。此外，熱泵還透過一個8向換向閥來控制各種模式下熱量的轉移路徑，從而建立了一個縝密的熱管理系統，將熱泵的功能實作了最大化。
國內一些車企也已在熱泵空調技術領域取得突破。
即將上市的吉利汽車幾何C將搭載熱泵空調，按照官方說法，其電池智慧溫控系統可將電池單體溫差控制在±2攝氏度以內，可以提升車輛在低溫狀態下20%的續航能力。
參與低溫實驗的電動車 來源：電動車輛國家工程實驗室
1月中旬，北汽新能源的兩輛乘用車和北汽福田的4輛大巴車在零下30度的環境下放置超過48小時，然後進行超低溫冷啟動測試和熱泵空調測試。電池系統以每分鐘7攝氏度的速度持續升溫，直至電池正常的工作溫度20攝氏度。這意味著在零下30度的低溫環境下，熱泵空調仍能正常執行。
「在電動車領域，裏程焦慮和冬季裏程衰減是相當長一段時間的現實，熱泵對節能的貢獻是最大的。」王亮告訴未來汽車日報（ID：auto-time），未來熱泵技術將在電動車上逐步擴大套用，直至成為電動汽車的標準解決方案。
作者丨秦章勇
編輯丨吳巖
