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寒潮来袭 北汽新能源如何解决电动汽车冬季取暖焦虑?

2021年01月08日作者:来源:央广网

  一波寒潮刚过,另一波寒潮又起,这个冬天确实有点冷。每每一到冬季,尤其是北方的冬季,相信大多数新能源车主都会纠结同一件事情:开车的时候到底要不要开空调?

  空调作为新能源汽车能量消耗大户,堪称“电老虎”,冬季空调的耗电量也是影响整车续航里程的因素之一,尤其是在严寒地带,低温制热问题更是痛中之痛。

  为什么冬天怕开空调?

  事实上,电动车的供暖原理和燃油车有所不同,燃油车有水箱,可以利用发动机余热进行供暖,整个过程除了风机工作消耗一小部分电量外,几乎不会有额外的消耗。但电动车却没有,只能通过用电加热的方式来提供暖气,就如同室内取暖的电热炉一样,这对于以电池为动力来源的汽车是一个严峻的挑战。

  目前,新能源汽车的空调加热器一般有两种,空气型电加热器、水暖式电加热器,都是直接或间接通过通过电能使低温空气升温输送给乘员舱达到采暖的效果。因为是纯粹的电能向热能的转换,而且制热过程中会有一部分热量损失,整个采暖系统的效率会降低,这也就意味着需要2kW的采暖功率才能让乘客达到舒适温度,那么至少需要2kW以上的电功率来实现。

  以PTC加热为例,一般情况下每小时电耗在3-5度左右,也就是说,对于电量普遍在40-50度的家用轿车,即使车停着不动,开一个小时空调,续航就会下降10%-15%。何况在冬季时电池性能普遍下降,续航里程本就大打折扣。当然,当车内温度稳定后,加热功率也会下降,但一般还是需要持续保持1-2KW的加热功率。

  针对新能源车取暖难的问题,在北汽新能源近日举行的“冬季续航到底去哪了”的技术沟通会上,北汽新能源工程研究院副院长代康伟提出了解决方案,“通过热泵技术提高采暖系统的效率,让1kW电功率能够达到1.5kW甚至2kW的热量,这就是开源的方式。”

  热泵空调效率高,平衡续航和取暖

  热泵空调作为热管理行业的先进技术,能实现节能高效的制热和制冷,在动力电池没有突破性进展的情况下要保证低能耗的制冷制热,热泵空调是为数不多的可行技术。代康伟解释道,热泵空调技术简单描述就是制冷空调回路倒过来用,冬天制造比环境温度更冷的冷媒去吸收环境的空气能量,再把这部分从环境中吸收的热量搬运进乘员舱,这就是热泵系统,类似可以将低处的水,泵到高处的“水泵”。 目前,北汽蓝谷旗下高端智能电动车品牌ARCFOX极狐首款量产车ARCFOX极狐αT已采用热泵空调技术。

  有研究显示,就制热效能而言,热泵空调采暖系数比PTC加热高出1-2倍,可以有效降低空调能耗延长续航里程。以ARCFOX极狐αT的空调功率来计算,热泵通过搬运环境的热量,使得采暖系统效率达到1.3-2.0,节省了30%-50%的空调功耗,相当于里程相比之前多跑5%-10%。

  但因系统效率、运行可靠性、以及技术的局限性等问题,市面上当前大部分新能源汽车的常规低温热泵空调只能工作在-10℃天气以上;当环境低于-7℃时,热泵性能急剧衰减而且部分产品需要停机保护防止出现损坏、需转而采用PTC补充制热;此时整车能耗大幅上升,续航里程明显下降;当环境温度降低到-15℃左右时,绝大部分热泵空调系统已无法正常工作。

  代康伟说,目前比较前沿的技术是二氧化碳热泵,它能做到零下30℃依然可以工作,并且采暖效率比现在高30%以上,续驶里程可以提升15%。目前北汽新能源正在做这方面的技术储备,并且已经开展了实车测试,测试结果比较理想。

  多项技术攻克冬季用车难题

  据了解,北汽新能源是国内最早布局新能源汽车研发生产的整车企业,通过不断的测试和严苛的验证,北汽新能源在攻克冬季用车难的问题上积累了大量前瞻技术。去年1月,北汽新能源在黑龙江成功进行了超低温冷启动测试和超低温热泵空调测试,标志着我国新能源汽车在全气候电池、低温增焓空调、全气候整车控制三项核心关键技术方面处于世界领先水平。去年12月,北汽新能源还在位于呼伦贝尔地区陈巴尔虎旗高寒试验基地启动了2020-2021冬季极寒测试,对智能能量管理功能、多热源余热回收补气增焓热泵、二氧化碳热泵空调系统等进行技术评价研究,进一步提升低温环境下车辆三电的稳定性和可靠性。

  针对极寒环境,北汽新能源还研发出了极寒技术群,包含驻车保温、远程充电保温、电池速加热、矩阵闪充、低温行车能量自适应、能量智能回收等一系列极寒技术,可以有效提升新能源汽车在极寒条件下的运行状态,提高低温下的整车续航里程和充放电能力。

  业内分析人士认为,如何平衡续航和取暖是新能源汽车在冬季普遍面临的难题,北汽新能源二氧化碳热泵空调系统的成功研发,以及在低温增焓空调技术领域的突破,可以很好地解决目前新能源汽车取暖难的突出问题,对提高我国新能源汽车空调的整体技术水平,推动新能源汽车产业的快速发展具有重要意义。


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编辑:赵晓宇