电动汽车压缩机,纯电动汽车是怎么取暖和制冷的

先简要说一下传统的汽车是怎么取暖和制冷的吧,传统的内燃机驱动的汽车的制冷方式是用发动机来驱动空调的压缩机来实现制冷的,这也是在开空调的时候发动机的功率会下降的原因,而取暖则大多是利用发动机的冷却液的热量通过热交换的方式来实现的电动汽车压缩机。

电动汽车压缩机,纯电动汽车是怎么取暖和制冷的

而纯电动的汽车由于没有发动机的冷却系统,因此对于取暖这个功能而言,就只能采用辅助制热的方式比如采用下图的电热管加热,感觉和烧开水以及电吹风的原理类似,只是加热的方式稍有不同,都是对空气直接加热,然后在吹入驾驶室,除此之外还有PTC加热和热泵加热等方式。其实辅助加热这种方式内燃机汽车也有使用,只是多用于客车和载货汽车。这种加热方式也会消耗汽车的电能,影响汽车的续航里程。

而纯电动汽车的制冷系统就和内燃机的汽车的类似,只是把驱动压缩机的由发动机换成了电动机。这个电动机通常而言是单独的,但是也有采用驱动汽车的电动机来直接驱动的,这就和内燃机汽车更相似了,目前大致能解决电动汽车制冷的问题,但是效率还有待提高。我们知道电动汽车大多会收到电池续航里程的限制,早期的国产电动汽车由于受到蓄电池能力的限制,为了不影响电动汽车的续行里程,很多都没有配备空调系统。

可以看到,纯电动汽车的空调系统的设计在很大程度上收到汽车续航里程的限制。所以在设计的时候需要注意对整车性能的影响,特别是对续驶里程和最高车速的影响,尽量降低空调系统的能耗。

DM-i 55km版本可以实现「冷风自由」-暖风还不够问题:

电动汽车压缩机,纯电动汽车是怎么取暖和制冷的

比亚迪王朝系列DM-i混动汽车,能不能通过动力电池组实现“空调自由”?这是个挺有意思的问题。

电动汽车压缩机,纯电动汽车是怎么取暖和制冷的

选择此类混动汽车用于改造床车再合适不过,因为纯电模式可以长时间使用空调;其制冷使用的是电压缩机,制热使用的是PTC电加热系统——制冷与制热的方式决定了使用时长会有很大的差异,制冷即使是短续航版本也能够用上一晚上,但是热车就很难喽。

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电动汽车压缩机,纯电动汽车是怎么取暖和制冷的

电压缩机的原理-变频插电混动汽车与电动汽车使用的空调压缩机均为「可变排量型」,说白了就和家用变频空调相同;假设外部气温为30℃(夜间温度普遍偏低),车内设定温度为25℃,此时打开冷空调的初段电耗会相当高。

电动汽车压缩机,纯电动汽车是怎么取暖和制冷的

平均达到2kw左右是不算夸张的,参考秦/宋PLUS的低续航版本容量不足9度,唐DM-i就算10度电;似乎按照峰值电耗只能分别用4~5小时,要知道SOC低至15%的时候,除非强制切换否则就要自动启动内燃机充电,所以实际上的时间还要短一些,但是有变频功能就不用担心了。

制冷电耗最高的“降温阶段”,按照假设标准,温度降低到25℃之后——压缩机只需要维持(恒温),此时的压缩机哦功率就会在0-1kw之间波动,大部分时间都只要零点几千瓦。

那么综合初段高功率的平均值,实际也只是0.5-1.0kwh/1hour左右;按照这个标准计算的话,即使是容量较低的秦宋PLUS,按照8.5×85%÷1=7.225小时,在设定温度与车外气温差距不大的时候,用10小时以上也是没什么问题的。长续航版本的电池组容量在18-22kwh之间,鉴于白天的车内外温差较差,用24小时可能会有些吃力吧。

暖空调的电耗-真高不论电动还是混合动力汽车,使用暖空调的耗电程度都会相当大;原因很简单,因为电加热的原理决定了必然很耗电。以PTC为例吧,其原理是通过加热陶瓷模组再加热防冻冷却液,电加热是电流传导至高电阻的导体,依靠电子的“撞击”产生高温;这与“电水壶”(热得快)和小太阳都是一个道理,用过这几种电器就知道电耗有多高了。

同时冬季的气温总能轻易下降到零度以下,而设定温度普遍超过20℃;温差是远高于夏季设定温度,夏季室外总还能下降到30度左右,设定温度在26~28℃之间会比较舒适。那么冬夏两季巨大的温差也决定了电耗的差值会很高,究竟会高到什么程度呢?

冬季电耗从制热到恒温的过程,按照平均每小时4kwh左右计算还是比较客观的;达到设定温度后的恒温电耗会略低一些,但综合平均值也至少要按照2.5kwh/1hour计算。

那么低续航按照这个电耗计算的话,基本就是8.5*85%÷2.5=2.89小时,长续航按照标准计算,平均为20×0.85÷2.5=6.8小时;这就是大致标准了,冬天纯电汽车的电耗总会高不少,原因正在于暖风系统的耗电量比较大,但好在这套系统能同时为动力电池组进行加热,所以实际续航的下降也没有想象中的夸张,长续航版本用于改造床车算是够用吧。

最后需要了解的只有一个知识点:充电功率。

DM-p系列的插电混动汽车装备的是25kw的BSG电机,DM-i是以增程驾驶为主,发电功率更高;所以怠速发电的效率也比较理想,不过怠速的转速毕竟比较低,标准其实在7-8kw之间,行驶中的发电销量才会很好。

也就是说低容量的电池组怠速充电到80%不到一小时,长续航版本也不过是2个多小时而已;怠速每小时的油耗按照排量的三分之二计算,貌似也是比较节省了。重点是怠速发电会加热内燃机的防冻冷却液,这一过程中的热空调就不耗电或极少耗电了,综合用车成本还是会很低的。

这就是王朝系列的混动汽车的“床车模式”的电耗标准,可以说夏季用车没有任何需要顾虑,制冷模式用上一整晚也会很轻松;冬季制暖的电耗较高,会需要用到一些燃油,不过综合成本也不是燃油汽车可比,所以很多拖挂房车都直接用这些车来供电。

如果停车区域能找到交流充电桩的话,冬季用电就更没有问题了;插电充电枪设定好时间,按照6.5kw的充电功率为参考,即使电耗有4-5kwh也不用担心了。家用壁挂桩的充电功率也在6.5kw上下,随车充会有3.3kw左右,冬季驾车之前也可以随着挂着充电桩,远程预约提前制暖即可。

编辑:天和Auto-汽车科学岛

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2022-05-14

2022-05-14