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特斯拉热泵空调碰到严寒就掉链子?美国、加拿大展开相关调查

特斯拉

2022-01-15

2022 年 1 月 14 日,根据外媒报道,美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)正在与特斯拉讨论有关热泵空调的问题。

据加拿大媒体「Drive Tesla Canada」的报道,许多特斯拉车主抱怨说,热泵在极端寒冷的温度下会失灵。去年年初,特斯拉为解决这一问题,更换了 2020 年至 2021 年的 Model 3 和 Model Y 车型的热泵传感器。

加拿大汽车安全监管机构于 2022 年 1 月 13 日表示,已对特斯拉 Model 3 和 Model Y 的加热和冷却系统展开调查,此前有 16 起消费者投诉这些汽车在寒冷天气中的热泵空调制热性能。

加拿大交通部表示,他们担心出现故障的供暖和空调系统「可能会影响挡风玻璃除雾/除霜,从而影响司机的能见度。」

美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)也于 2021 年 1 月 14 日跟进表示:「已经意识到这个问题,正在继续收集信息,与特斯拉讨论这个问题,并评估潜在的安全隐患。」

关于热泵空调

目前电动车上主流的加热方式为 PTC 和热泵。

使用 PTC 加热

PTC(Positive Temperature Coefficient ),意为正温度系数。泛指正温度系数很大的半导体元器件,通过给热敏电阻通电,使得电阻发热来提高温度。

使用这种方式为车辆供暖可以理解为将电能转化为热能。优点是制热能力几乎不受外部环境温度的影响;缺点是即使在理想情况下,能量转化效率也只能达到 100 %,即消耗 1 焦耳能量最高提供 1 焦耳热量,并且对电动车的续航影响较大。

使用热泵空调加热

热泵空调的基本原理和空调类似。使用低沸点液体(如氟利昂)从较低温处吸热。经压缩机将蒸汽压缩并经过冷凝器时放热液化,最后回到节流阀处。经过如此循环就可以实现热量的搬运。

使用这种方式制热的优点为,在外部环境温度适当的前提下,可以在消耗 1 焦耳能量的前提下搬运超过 1 焦耳的热量,从而节省能耗。在特斯拉热泵空调专利中我们可以看到,在环境温度 10—30 度左右时,热效比(COP)最高能达到 5,而相同环境下 PTC 加热方式的热效比基本为 1。

缺点就是,当气温非常低的情况下,热泵很难再搬走热量。根据专利图可以看出,在环境温度接近零下 20 度时,热泵空调热效比接近 1,与 PTC 基本无差别,甚至会不如 PTC 方式制热效果好。

特斯拉的解决方案

特斯拉目前的解决方案是通过软件控制让热泵、电机、PTC 配合制热。

根据特斯拉专利图,我们可以发现特斯拉配备了一个低压 PTC 以辅助热泵制热。

此外,在外界环境过低,热泵空调不能有效制热的情况下,特斯拉的电机可以通过堵转速来实现加热,利用较大电流和电机本身的电阻来实现产热。但这种方式可能会对电机寿命产生影响。

通过软件,特斯拉将低压 PTC、电机、热泵空调协同配合,期望实现能耗和制热效果的平衡。从美国和加拿大寒冷地区用户的投诉来看,这种协同制热的方式或许还有改进空间。

纯电动车型在寒冷地区的使用体验受到气温制约。一方面低气温影响了电池活性降低续航;另一方面 PTC 空调的使用会消耗较高电量且热泵空调也无法在严寒情况下保持良好的制热效果。如果选择新能源车型,增程式电动车可能会在寒冷地区有更好的表现。

本文著作权归作者所有,并授权 42 号车库独家使用,未经 42 号车库许可,不得转载使用。

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