电动汽车应对低温环境的“制热”策略

作者：车闻车问问
2020-06-10 04:44
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电动汽车领域有一个比较棘手的问题是，温度比较低的时候，续航偏低、电池放电能力也会下降，解决这个问题又需要一定的技术和成本投入，但是实际应用的频次其实也不高，如何平衡成本和现状，给用户一个比较好的“低温”用车体验，各个玩家都想出了不同的应对方法。

PTC+柴油加温系统

威马应对低温环境的策略是，配置PTC和柴油加温系统。

目前，2.0版本的热管理系统，柴油加热工作范围拓展到-30℃—20℃，只应用在东三省、新疆、西藏等有极寒地区的车型上。官方数据显示，这个热管理系统最多可增加20%的续航（大概100公里）。

但是根据电动知士在12月份用EX5做的一个测试显示，选装了这个系统的北京和上海和没有该系统的广州，续航打折率居然相差21%，完全没见到威马宣称的增加20%续航的功能，PTC和柴油加温系统的贡献在哪里？

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如果按照威马这套系统的工作方式，柴油加温系统的作用是当电池包小于0度时将其温度保持在0度，当时测试的时候北京温度在-1-2度，上海温度在9-13度，后者应该是不用柴油加温系统的，所以从平均电耗来看，是优于北京的，但是柴油加温系统带来的优势并不是很明显，加上当时的测试环境下上海比北京本来就有先天的温度优势。

所以归根到底，威马推出的这款PTC+柴油加温系统在提升续航上，并没有什么优势，而且网上还有人长篇大论说这个选装的系统一旦开了就关不了，对这个系统的体验感很差，加上柴油燃烧给动力电池冷却液加热的方式不环保，所以推广起来应该很难。

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实质上，这套柴油加温系统就是给车增加了一个热量来源，里面配置了一个小型柴油热风机，内部配有燃油泵、高压燃油雾化器、火花塞、燃烧室等，配置了一个6L的油箱。

包括PTC的整套2.0版本的热管理系统，威马定价9800元，但其实目前市面上主流的利用电子水泵、液冷板等部件结合的电池热管理方式，价格远远低于这个，并且很多部件还可以跟空调和电机电控系统共用，所以在价格上是真的没有什么优势。

这个系统的优势在于，这个柴油加温系统不受温度限制，能解决电动车在极温情况下的工作问题，并且柴油是随处可得的，不像热泵系统那样受温度限制，所以从便利性上来应该是比较容易被接受的。

热泵空调中的补气模块

热泵空调在低温情况下遇到的困境是，室外换热器的结霜和化霜，以及蒸发温度低、吸气比重和系统流量小，并且压缩机过热等一系列的问题导致制热量的衰减。

有一种解决方式是，通过补气保证压力比较大的情况下压缩机的排气温度不会过高，从而保持高效工作状态。

一家专门做压缩机的上市公司申请专利中，就提到了这个补气模块。

从部件来看，该模块中包含板式换热器、分流膨胀阀和分流单向阀。

在输出端，补气模块分别与外部换热器（4）输出端和内部蒸发器（10）输入端相连；在回流端，补气模块与压缩机（1）回流口相连。

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1.压缩机2.气液分离器3.第一截止阀4.外部换热器5.储液罐6.第一单向阀7.热泵电子膨胀阀8.第二截止阀9.第三截止阀10.内部蒸发器11.第一膨胀阀12.内部冷凝器13.补气模块14.板式换热器15.分流膨胀阀16.分流单向阀

制冷模式下，制冷剂由压缩机1口流出后，进入内部冷凝器（12），制冷剂分为补气路和主路通过补气模块（13），补气路制冷剂分流膨胀阀（15）节流后流入板式换热器（14）进行冷却，然后经补气口进入压缩机（1），主路制冷剂直接进入板式换热器（14），流出后由分流单向阀（16）流出通过热泵用电子膨胀阀（7）节流后流过外部换热器（4）与室外环境进行换热，最后进入压缩机。

补气模块除了可以调节压缩机的排气温度，温度较低的时候还可以对外部换热器除霜，提高换热系数，即便在-25°C的环境下也能保持高效的工作状态。

电机堵转技术

所谓的电机堵转技术，就是把电机绕组当做加热电阻使用，配合电机产生的废热，来给电池组加热。

这项专利技术出现在特斯拉ModelY中，当乘员舱与电池都有制热需求，并且电池急需加热以满足快速充电或动力需求时，可以通过控制阀系统（208）使电池循环系统（204）与电机循环系统（206）串联，通过电机堵转加热的方式给电池快速加热。