Tesla|为何热泵对于特斯拉至关重要?( 三 )


武林秘籍“热泵”?
其实总结来说,电动车冬季的续航问题,可以归纳为一个问题:提供热量,而且是效率越高效果就越明显 。
目前大部分纯电动车的制热系统都是PTC加热,其能效比为1,以3000W的功率考虑,那么满功率开启热风一个小时,即消耗3kWh电量,这对于百公里消耗10-20kWh的纯电动车而言,无疑是“奢侈消费” 。
作为行业标杆的特斯拉,拿出的方案是采用热泵来大幅提高效率 。
热泵,简单理解就是通过压缩机,将气体强制变成液体,从而释放出热能,来实现能源的“搬运”;换句话说,就是家用空调反过来用 。其最大的特点就是,能够实现“四两拨千斤”的效果,即从低温中吸收热能,再将其搬运到所需之处,大幅提高制热效率,其能效比在合适环境能达到3 。

Tesla|为何热泵对于特斯拉至关重要?
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不过热泵这玩意,特斯拉并非是第一家用在电动车上的,也更不是什么新鲜玩意,家电领域和工业领域早有采用 。但不同的是,特斯拉不仅针对热泵本身进行了优化设计,还对整个热管理系统的软硬件层面进行了创新 。

Tesla|为何热泵对于特斯拉至关重要?
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首先是传统热泵空调存在极寒天气制热效率低,成本高等劣势,而特斯拉热泵系统在传统热泵的运行原理基础上,经过巧妙设计,能够充分利用外界自然能(空气)、电机与电池的余热来进行制热,在提高效率同时,还降低了成本 。
其次是特斯拉的热泵系统应用了的八向控制阀(Octovalve),它由8个冷却液通道和电机组成,使用一只水阀代替了传统多支路所有水路换向元件的功能,可以实现空调、电池、电机热管理系统的并联独立运行和串联工作模式,不仅减少车内空间占用,还可以大幅降低故障率、提高可靠性,能够更好地利用电池、电机,甚至是电路板等运行余热以提升制热效率 。

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最后,复杂的集成化系统需要智能的控制才能得以实现精确且最佳的效果 。特斯拉自主开发的软件可以基于感知外界和自身系统温度,智能调节热泵工作模式,包括COP_high高能效模式、COP_blend混合模式和COP_1低能效模式,模式切换可以大幅提高系统工作效率,最终达到降低能耗,提升冬季续航能力,实现能量利用效率最大化 。
所以,即便电动车采用了热泵,但实际的效果很可能大不相同,还要取决于整体热管理系统,以及BMS电池管理系统等各种提高效率的方式 。

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