電動(dòng)車越來(lái)越多，最近聽到幾個(gè)有關(guān)電動(dòng)車在冬天表現(xiàn)不好的新聞，本文將為大家簡(jiǎn)略介紹一下熱泵技術(shù)的基本原理，以及電動(dòng)車所遇到的問題。
家里老爺子是制冷系統(tǒng)的工程師，從70年代初開始從事相關(guān)工作，所以本人也耳濡目染，對(duì)空調(diào)和制冷系統(tǒng)有所了解。
1 這個(gè)世界只有熱量，沒有“冷量”
這個(gè)世界只有熱量，沒有“冷量”，所謂的制冷，不是把“冷量”搬到了冰箱里或者室內(nèi)，而是把熱量搬運(yùn)了出去。這個(gè)概念是個(gè)很基本的概念，相應(yīng)的知識(shí)是在高中物理中講到過，學(xué)文科的一些朋友可能不了解。其核心概念是，任何物體都是有熱量的，即使是零下幾十度的嚴(yán)寒，都是有熱量的，熱量都可以被運(yùn)走。
只有達(dá)到絕對(duì)零度（-273攝氏度），才是沒有熱量的。
2 什么是熱泵技術(shù)？
理解現(xiàn)代制冷技術(shù)的基礎(chǔ)就是先得理解熱泵技術(shù)，否則后面談的一切均不容易理解。
“泵”這個(gè)東西大家都知道，常見的就是水泵，水泵的最大特點(diǎn)并不是把水傳輸?shù)搅硪粋€(gè)地方，而是“可以把水從低處送到高處”。
而“熱泵”這個(gè)概念，就是“可以把熱量從低處送往高處”的一種機(jī)器，比如我們常用的家用的冰箱，家用的空調(diào)，無(wú)論是制冷還是制熱都是熱泵。
而大型的中央空調(diào)的原理則比較復(fù)雜，室外機(jī)負(fù)責(zé)制冷的部分有好幾種制冷的方式，而在夏天把熱量搬出辦公室的，通常是通過循環(huán)水系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)并不是熱泵。
3 熱泵系統(tǒng)的原理是什么？
熱泵系統(tǒng)的特點(diǎn)是可以把熱量從低溫處送往高溫處，例如在夏季，就是把室內(nèi)的熱量搬向室外，而在冬季制熱時(shí)，把室外的熱量送到屋內(nèi)。
而實(shí)際上，溫度越低，溫差越大，對(duì)于熱泵的要求就越高，目前很多國(guó)產(chǎn)的家用空調(diào)，是很難完成在冬季的制熱的，這是因?yàn)樗麄冇玫膲嚎s機(jī)的功率小，密封性差，用的銅管薄，耐壓程度小導(dǎo)致的，所以插一句，大家如果買冷暖空調(diào)，會(huì)注意到國(guó)產(chǎn)的廉價(jià)空調(diào)都使用什么電輔技術(shù)，這其實(shí)是很不好的，會(huì)非常費(fèi)電。而進(jìn)口的一些高檔空調(diào)，不使用電輔技術(shù)，即便在冰天雪地的東北，也可以實(shí)現(xiàn)靠壓縮機(jī)制熱。大家可以在網(wǎng)上查到，帶有“電輔技術(shù)”的空調(diào)，通常是兩千多元的低端貨，而優(yōu)質(zhì)的空調(diào)，反而都不帶“電輔技術(shù)”。
熱泵系統(tǒng)的原理：壓縮機(jī)將管路里的冷媒（原來(lái)是氟利昂，現(xiàn)在是R134A）進(jìn)行壓縮，冷媒從氣態(tài)變成液態(tài)，這個(gè)過程就會(huì)放熱，而經(jīng)過一個(gè)節(jié)流閥之后，液態(tài)的冷媒壓力忽然降低，汽化，就會(huì)吸收大量的熱。這樣就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)熱量的輸送。
4 汽車上的空調(diào)是什么？
在普通的汽車?yán)铮照{(diào)的原理就是典型的熱泵系統(tǒng)，只不過和家用空調(diào)不同的是，家用空調(diào)使用的是電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)，（在家用空調(diào)里，電機(jī)加壓縮機(jī)兩部分合在一起叫做壓縮機(jī)。）而汽車的壓縮機(jī)是由發(fā)動(dòng)機(jī)的皮帶帶動(dòng)的。極少數(shù)的汽車用的壓縮機(jī)是使用電力驅(qū)動(dòng)的。
5 家用空調(diào)為什么可以制熱？
家用空調(diào)的制熱和制冷的道理是相同的，不過并不是重新把空調(diào)反裝一次，也不是讓壓縮機(jī)倒轉(zhuǎn)，而是通過一個(gè)巧妙的四通閥實(shí)現(xiàn)了制冷和制熱的切換。
四通閥這個(gè)東西很巧妙，讓壓縮機(jī)的運(yùn)行方向沒有改變的情況下，替換了蒸發(fā)器和冷凝器的位置，從而改變了冷媒的運(yùn)行方向，從而實(shí)現(xiàn)了冷暖的切換。
6 汽車空調(diào)可以制熱嗎？
普通的汽車上，因?yàn)槠囉邪l(fā)動(dòng)機(jī)這個(gè)熱源，空調(diào)系統(tǒng)里是沒有設(shè)計(jì)四通閥的，也就是只能制冷，而不能制熱。
7 電動(dòng)車遇到的尷尬？
電動(dòng)車上的空調(diào)，在夏季還比較好解決，只需要將壓縮機(jī)變成電動(dòng)驅(qū)動(dòng)即可。而到了冬季，就會(huì)遇到麻煩，因?yàn)殡妱?dòng)車沒有發(fā)動(dòng)機(jī)這個(gè)熱源，所以很多廠家選擇了一種最簡(jiǎn)單的取熱方式，就是“電熱”，就是利用電阻的熱效應(yīng)產(chǎn)生熱量。這樣的好處就是簡(jiǎn)單，但是帶來(lái)的一個(gè)問題就是費(fèi)電。
具體哪款車用的是空調(diào)熱泵制熱，哪款車使用的是電熱制熱，這個(gè)資料挺難查的，所以筆者對(duì)以下描述并不能確認(rèn)，也歡迎大家多指正：
北汽E電動(dòng)版：從使用制熱會(huì)影響續(xù)航里程上分析，應(yīng)該是電阻制熱。
據(jù)北京出租車司機(jī)反映：冬天開暖風(fēng)會(huì)縮短續(xù)航里程
比亞迪秦：不清楚
雷諾ZOE： 我的同事范鑫同學(xué)給了我一組早先他拍的照片，是雷諾ZOE電動(dòng)車的介紹，圖片中可以看出他們宣稱“使用1KW的電量，產(chǎn)生3KW的制冷，或者2KW的熱量”，這個(gè)數(shù)據(jù)就是典型的熱泵系統(tǒng)的特點(diǎn)，可以用較少的能源，實(shí)現(xiàn)更多制熱或者制冷，但是從原理圖上面，沒有看到四通閥的存在，這點(diǎn)筆者也非常奇怪。
沃藍(lán)達(dá)：電阻制熱，會(huì)影響續(xù)航里程
這一消息來(lái)自于李想試駕沃藍(lán)達(dá)得出的結(jié)論，并且在沃藍(lán)達(dá)官網(wǎng)得到了驗(yàn)證，有興趣的點(diǎn)擊： http://gm-volt.com/2010/12/09/the-chevrolet-volt-coolingheating-systems-explained/
沃藍(lán)達(dá)的制冷系統(tǒng)還是比較復(fù)雜的，因?yàn)槠溥€需要給電池等部件降溫，但是通過這篇文章也可以看到沃藍(lán)達(dá)的制熱是通過一個(gè)360V的電熱元件制熱，并用水循環(huán)系統(tǒng)傳熱的。
特斯拉 ModelS：電阻制熱，使用的是PTC制熱，關(guān)于PTC制熱的好處，之前寫過一個(gè)隨筆,點(diǎn)擊這里查看。
這一消息是來(lái)自于特斯拉官網(wǎng)： http://www.teslamotors.com/blog/blowing-hot-and-cold
8 為什么電動(dòng)車不沿用家用空調(diào)的原理制冷和制熱？
說實(shí)話，我也不是造汽車的，我也不知道為什么，但是我猜是這幾個(gè)原因：
* 成本考慮，目前還沒有成型的車用的冷暖熱泵空調(diào)出現(xiàn)；
* 應(yīng)用條件更苛刻，汽車在震動(dòng)，汽車開起來(lái)室外溫度更低；
* 也許廠家覺得沒必要。
9 未來(lái)會(huì)怎樣？
熱泵系統(tǒng)的牛逼與否主要取決于兩點(diǎn)，壓縮機(jī)和冷媒，壓縮機(jī)就是制造業(yè)解決的問題了，冷媒方面，目前的一個(gè)趨勢(shì)是使用二氧化碳做冷媒，二氧化碳比R134A更加不容易被壓縮，翻過來(lái)就是一旦壓縮，再氣化的時(shí)候吸熱的性能就會(huì)更好，這當(dāng)然也需要更強(qiáng)的壓縮機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。
我的觀點(diǎn)：我認(rèn)為在電動(dòng)車上，使用熱泵來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷和制熱，一定是必然趨勢(shì)，否則電阻制熱的方式，對(duì)能源的消耗太大，會(huì)影響續(xù)航里程，也不符合電動(dòng)車環(huán)保的初衷。
( 文中觀點(diǎn)僅代表作者個(gè)人意見，歡迎大家共同探討和交流。)
責(zé)編：楚天闊
