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最冷的冬天,純電動汽車如何「過冬」?

2021-01-15汽車

寒潮來啦!這周全國大部份地區溫度驟降,北京城區白天溫度都已經達到零下十幾度,可真是讓人瑟瑟發抖的天氣。 不過,瑟瑟發抖的不光只有窩在被子裏的親們,停在地面停車位上的純電動汽車同樣暗自神傷。對於許多純電動汽車車主來說,冬天可是真的「不友好」。這種「不友好」大概可以體現在兩個方面:續航裏程短以及擔心耗電快而不敢開空調。

在冬天,相較於傳統燃油車的暖風來自於發動機做功時產生的大量廢熱,純電動汽車的暖風主要來自PTC熱敏電阻加熱器或者熱泵系統。這意味著,當我們開啟空調時,純電動汽車勢必要靠消耗自身電能來給車內提供熱量。

PTC熱敏電阻的工作原理比較簡單,與電爐絲類似,都是利用電流透過電阻時產生的熱量。這種材料的優勢在於架構簡單、成本較低、制熱速度快,但缺點也很明顯,熱能散失量大並且耗電量也大,對純車輛的續航裏程影響較大,一般用在成本比較低的純電動汽車產品上。

而熱泵系統是將低溫熱源的熱能轉移到高溫熱源,工作原理與空調制冷系統類似,空調制冷時是將室內的熱量轉移到室外,而熱泵制熱系統則是將車外的熱量轉移到車內。與PTC加熱器相比,熱泵系統的熱效率更高,能耗更低,對續航裏程的影響相對小一些,但劣勢也很明顯:結構復雜、成本高、制熱速度慢,極低溫條件下加熱效果弱。

所以在北方的寒風蕭蕭之中,我們經常看到純電動車主寧願在車裏穿著羽絨服,也不願意開空調。難道就沒有其他節能又有效的解決方案了嗎?非也非也,來看看我們HiPhi X是如何見招拆招,應對這一難題的。

第一招:雙劍合璧,各有擅長

既然各有所長同時又各有所短,我們索性將兩者結合,在HiPhi X上采用熱泵+PTC 的制熱解決方案。

當外界溫度不低於-20℃時,HiPhi X主要依靠熱泵制熱,系統把外界熱量「泵」到車內進行加熱。但是,在極低溫度下,很多人也會擔心熱泵制熱回路無法工作或者提供能量要等得時間太久,這怎麽辦呢?

別急,還記得我們之前說到過的PTC熱敏電阻加熱器嗎?它的作用便是在溫度極低的情況下,作為輔熱熱源為電池快速提供熱量的,如此一來,當外界溫度低於-20℃時,HiPhi X會依靠PTC進行輔助制熱,充分利用PTC加熱快、工作下限溫度低的優勢,電池就能迅速升溫並達到正常工作溫度。

第二招:回路整合,能量拆借

HiPhi X獨有的Crossloop能量管理系統,巧妙地整合了整車的四條回路:「水介質」熱泵制熱回路;座艙制冷回路;電池溫控回路及電機溫控回路。從而使得四個回路之間可以進行能量拆借。

舉個栗子:在冬天,「水介質」熱泵制熱回路不僅會把環境中得熱量「泵」到車內,還會透過電池溫控回路及電機溫控回路把電池和電機在工作中散發出的廢熱收集起來,然後再將這部份熱量轉移到車內。

以往,熱泵提升溫度轉移熱量時所需的電量完全要依靠動力電池提供,而由於現在吸收了電機和電池的熱量,制熱回路自身的工作強度就低了很多,這就好比,原來爬10層樓完全要靠自己的腿實作,但現在1—8樓裝了電梯,自己只需要爬兩層就好了。這樣一來,「水介質」熱泵制熱回路所消耗的電量也相應減少,就實作了以更低能耗向車內輸送更多熱量的目的。

與此同時,HiPhi X 的制熱還有另外一個別具匠心的設計:包括電機的廢熱及電阻絲所產生的熱量不是直接吹到車內,為了避免熱量直吹產生的「幹燥感」;「水介質」熱泵制熱回路,會把從環境中獲取的熱量,匯同回收的廢熱以及PTC產生的熱量,借由「水介質」(一種水基液體)散發的熱量提供給車內,其舒適感明顯提升,二者就好比空調制暖和北方暖氣之間的差距。

第三招:預約取電,溫暖從容

我們的Crossloop能量管理系統還有一套「殺手鐧」——預約取電。為了解決冬天續航裏程堪憂的問題,我們還在HiPhi X上采用了從充電樁預約取電給電池供熱的模式。

比如,車主在給車輛充電時,可以預約下一次出發的時間,這樣一來,HiPhi X便會在出發前的一段時間內,透過從充電樁取電,提前對整車進行預熱。這也打破了純電動車輛對於低溫環境的「畏懼」,只要充電樁能夠從公共市政電網取電,就可以保證無論外界溫度多低,你在冬日開啟的一瞬間,仿佛進入到了溫暖的室內。也就是說,車載動力電池不再需要耗費能量進行整車預熱,所儲存的能量都可以用於車輛行駛,從而讓HiPhi X在冬天可以透過預約取電獲得較長的續航裏程。

另外,值得一提的是,HiPhi X的預熱過程不僅可以加熱座艙,更可以透過電機溫控回路給電池、電機和其他必要電子元器件預先加熱。當車主出發時,HiPhi X不僅已經擁有適宜的座艙溫度,其電池和電機已經提前進入了最適合的工作溫度。

這套系統的好處還不止於此,包括對電池、電機的溫度控制更加準確,能夠保證電池始終保持在合適的工作溫度下,這一點對夏季用車以及車輛穩定的駕駛效能也尤為重要。

所以,無論是對HiPhi X還是車內乘員,無論是冬日嚴寒還是夏日酷暑,Crossloop能量管理系統都可謂是「福音」。如果以後當你看到有人在炎炎夏日開車還開著窗戶,或者冬天在車裏還穿著棉服,不如走過去說一句:「嘿,兄弟,要不要去我車裏坐一會兒?」