以前的新能源车普遍使用电加热器提供暖风,这种加热器叫做PTC加热器,是一种陶瓷发热元件。PTC加热器的优点在于它们能够提供快速而均匀的加热效果,同时具有较高的能效比,使得它们成为许多家用电器的理想选择。除了浴霸和暖风机,许多其他家用电器都使用PTC加热器,如烘干机、咖啡机、食品加热器等等。近年来,随着人们对于环保和节能的关注度提高,越来越多的汽车制造商开始使用PTC加热器作为新能源车的暖风供应,而不再使用传统的热水循环系统。这种做法不仅能够降低能源消耗,也能够提高车内的舒适度和安全性。
PTC加热器热转换效率很高,据说可以高达99%,也就是说消耗一份电能,可以获得0.99份热量。PTC加热器是一种利用电能制造热量的设备,虽然热转化效率高,但为了获得足够的热量,需要消耗相应的电能。
然而,现在许多电动车开始使用热泵技术来制热,通过转移热量来达到制热的目的。和空调制冷一样,热泵技术可以将电能转化为超过一份热能,因此比PTC加热器更加省电。电动车使用热泵技术制热后,可以在保证车内温度的同时,减少能源的消耗。
虽然热泵技术和空调制冷都是通过转移热量来达到降温或者制热的效果,但是电动车使用热泵技术制热时,耗电量依然比空调制冷时要高。这是因为,车内温度需要的调节温差不同。
1、需要调节的温差不同
例如,对于一个人体感觉舒适的温度25摄氏度,如果外面的温度是40摄氏度,空调需要降低的温差只有15摄氏度;但当外面的温度是0摄氏度时,空调需要升高车内温度25摄氏度,温差达到了25摄氏度,工作量和能源消耗都会相应地增加。因此,在不同的环境下,电动车使用热泵技术制热时,耗电量也会有所不同。
此外,开空调时热量转移效率也会影响电能消耗。夏天汽车空调主要是把车内的热量转移到车外,这样汽车内就会变得凉快,因此热量转移效率更高。在冬天,车内的热量需要通过热泵技术转移到车内,转移效率会相应地降低。因此,在不同的季节和环境下,电动车的能源消耗和使用热泵技术制热时的效率都会有所不同。
2、热量转移效率不同
空调的制冷过程可分为压缩、冷凝、膨胀、蒸发四个阶段。当空调工作时,压缩机会将制冷剂压缩成高压气体,使其温度升高约30℃左右。接下来,高温高压的制冷剂会流过冷凝器,经过空调风扇的吹拂,将热量带走。这样,制冷剂的温度会下降约30℃左右,变为高压液体。
在蒸发器中,制冷剂经过膨胀后,压力急剧降低,此时制冷剂会吸收空气中的热量,从而使车内空气变得凉爽。此时,制冷剂温度会降低到约-20℃左右,变成低温低压的气体,进入压缩机中进行下一个循环。
在车外放热时,制冷剂的环境温度约为40℃,而制冷剂温度则约为70℃,温差高达30℃。而在车内吸热时,制冷剂的温度低于0℃,与车内空气温度的差距也很大。由此可见,制冷时制冷剂在车内吸热的效率以及在车外放热时与环境的温差都非常大,这样每次吸热或放热的效率也会更高,从而使空调更加省电。
开暖风时,热量转移效率会变低,尤其是在冬季气温非常低的地方。
这是因为在开启暖风时,被压缩成高温高压的气态制冷剂会先进入车内的换热器,释放热量,并变成液态流到车头换热器开始蒸发并吸收环境中的热量。然而,冬季气温本身就很低,制冷剂想要提高热交换效率的话就只能降低蒸发温度。举个例子,如果气温为0摄氏度,制冷剂想要从环境里吸收足够的热量,蒸发温度就要低于零摄氏度。这样一来,空气中的水蒸气就会遇冷结霜,附着在热交换器表面,导致热交换效率降低,严重的话还会彻底堵塞热交换器,使制冷剂无法从环境中吸热了。这时候空调系统就只能进入化霜模式,把压缩后的高温高压制冷剂再次输送到车外,利用其热量使霜再次融化,这样一来热交换效率就大打折扣了,耗电量自然也更高。
因此,在冬季气温非常低的地方,纯电动汽车开启暖风会消耗更多的电能,而且冬季低温会导致电池活性降低,进一步降低了其续航里程。所以在冬季,我们可以选择其他方式,比如穿暖和的衣服或者使用座椅加热功能等,来保证舒适度,同时也能节省电能,延长车辆的续航里程。