电动车冬季续航为何变短？热泵空调与PTC加热系统解析

电动车冬季续航为何变短？热泵空调与PTC加热系统解析

随着冬季的到来，许多电动车车主都会遇到一个困扰：为什么电动车在冬天的续航里程会大幅缩水？这个问题的答案，其实就藏在电动车和燃油车的制热原理差异中。

制热原理差异

燃油车的空调制热依赖于发动机的余热。发动机运转时产生高温冷却液，空调系统通过热交换器将冷却液的热量传递给车内空气，实现加热。这种制热方式无需额外能耗，因此燃油车在冬季制热时对续航基本没有影响。

纯电动车没有内燃机，需要依靠电力驱动的空调系统制热。常见的制热技术包括：

• PTC电加热：通过电热膜加热空气，制热效率高，但耗电量较大。
• 热泵空调：利用逆向制冷原理，从外界空气中吸收热量，制热效率较高，尤其在0°C至5°C的环境中表现优异，但在极寒环境下效率会有所下降。

热泵空调和PTC加热系统的示意图

热泵空调在不同温度下的制热效率

PTC加热系统的工作原理

热泵空调的工作原理

热泵空调的原理是基于逆卡诺循环，它能够将低温热源中的热量转移到高温热源中，从而实现制热和制冷的功能。具体来说，热泵空调系统主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四个主要部件构成。在制热模式下，热泵空调通过以下几个步骤工作：

1. 压缩过程：低压低温的制冷剂蒸汽被压缩机吸入并压缩，转变为高压热蒸汽。
2. 冷凝过程：高压热蒸汽进入冷凝器，在这里释放热量，将热量传递给通过冷凝器的介质（如水或空气），从而使介质被加热。
3. 节流过程：经过冷凝器的高压液态制冷剂通过膨胀阀降压节流，变成低压液态，进入蒸发器。
4. 蒸发过程：低压液态制冷剂在蒸发器中吸收周围环境的热量而蒸发，从而使蒸发器周围的空气或介质温度降低，实现制冷效果。而在制热模式下，这个过程则是吸收外界热量，提高蒸发器内部介质的温度。

热泵空调的压缩过程示意图

热泵空调的冷凝过程示意图

热泵空调的节流过程示意图

热泵空调的蒸发过程示意图

热泵空调的优势在于其高能效比，即消耗较少的电能（压缩机工作所需的能量）就能从外界环境中转移更多的热量。在制热时，热泵空调可以比电加热器更加省电、快速和安全，因为它们利用了室外空气中的热能，这种能源是无限的。

对于低于-10°C的极寒环境，ID系列的空调系统配备了PTC电加热元件，作为热泵空调的补充。当外界温度过低，空气中可用热量不足时，PTC可以快速加热，保障车内温暖。

冬季续航影响

热泵空调优势：热泵空调比PTC系统高效得多，理论上每消耗1kW电量能获得23kW制热量，而PTC加热每消耗1kW电量只能获得1kW的制热量。这使得热泵空调在冬季可以显著减少对电动车续航里程的影响。

综上所述，纯电车在冬季空调制热效果上与燃油车存在一定差异，主要体现在制热原理和能耗上。ID系列电动车通过搭载热泵空调和PTC制热系统，能够在保证车内舒适度的同时，最大限度地减少对续航里程的影响。

ID系列电动车的热泵空调系统示意图

ID系列电动车的PTC加热系统示意图

ID系列电动车在冬季的实际使用场景