电动车上用的热泵跟车载空调有啥区别？

【卡车之家 原创】前不久，咱们聊了聊新能源卡车在冬天暖风的解决方案《电车冬天不敢开空调？热泵或许能救你！》。那时候，咱们聊到了一个电动轿车上现在非常火爆的取暖设备：热泵。而在那时候，有不少卡友表示：“这不就是车上的空调吗？”今天，咱们来聊聊这热泵跟车上常用的空调有啥区别。

大家都知道，传统的燃油车辆暖风，是冬天车辆利用发动机的冷却水道的余温提供热量的，这基本上没有什么过多的能量消耗。毕竟发动机烧油本来就会发热，如果不是极端环境下，柴油机无需增加燃油喷射，来提供热量。

而电车冬天开空调之所以费电，一方面是因为电机没有这么大的热量作为副产物，另一方面是因为能量密度问题。简单地说，根据精通维修下载网站数据显示：“汽油柴油的能量密度可达11.8kWh/kg”，而现在的锂电池能量密度能突破200wh/kg，中间相差了近60倍。

也就是说，本身电车自带的能量就少，而它又恰恰遇到了一个功率高达几千瓦，类似于“电炉子”的PTC发热片进行加热。这样下来的结果，就是就算电池没有任何损耗，一辆搭载80度电池的4米2，想驱动这个PTC也只能工作40小时左右。这电耗，想让人不害怕都难。

热泵技术和前面两种方法一样，都是为咱们在冬天提供暖风的。只不过它不制热，而是通过热量搬运的方法，从外面把热量搬运到车里的。这样一来，它就省去了制造的热量的过程，所以它能给咱们车里带来的热量就更多了。

根据智驾网发布的文章显示：“根据测算，目前主流的热泵效率在常见温度下均能突破100%。在热泵中，由于热泵制冷剂汽化温度低于-20℃,它可以在任何高于-5℃的其他条件下蒸发汽化，高于-5℃的其他条件下不另需要辅助加热，通过压缩制冷剂的蒸汽，同理热泵在加热循环过程中可以产生400%的热效率，而低于-5℃只需要少量电加热就可完成高效率运转，在-18℃的情况下，最优秀的热管理系统依然能实现超过200%的热效率。”

其实热泵的原理跟咱们常用的空调很像，它搬运热量靠的是一种名叫：“卡诺循环”的工程热力学理论。根据百度百科“卡诺循环”词条显示：“卡诺循环包括四个步骤：等温吸热，在这个过程中系统从高温热源中吸收热量；绝热膨胀，在这个过程中系统对环境作功，温度降低；等温放热，在这个过程中系统向环境中放出热量，体积压缩；绝热压缩，系统恢复原来状态，在等温压缩和绝热压缩过程中系统对环境作负功。”

看上面的理论解释可能有点晦涩难懂，咱们套用到汽车的空调系统上面来解释一下，卡友们就比较好理解了。在空调系统工作的时候，车内的蒸发器里面是充满了冷媒的，在这里面冷媒由高压状态转化为低压状态，同时汽化。在这个过程中，冷媒吸收大量的热量，吹过蒸发器的空气也就被冷却了，空调吹出来的风也就变凉了。

冷媒在蒸发器里吸足了热之后变成了低压气体，随后就会被转移到压缩机中，让压缩机对其进行压缩，并且进行液化。压缩液化的过程中，其就会将刚才吸进来的热量再次放出去。在一吸一放的过程中，咱们车里的热量就伴随着冷媒的液化、汽化逐渐被搬运走了。

热泵的原理跟这个类似，只不过它是反向工作的，它是将外界的热量搬运到车内的一个过程。而且这种热泵空调的“制冷、制热”是能够通过“四通阀”来切换的。根据“电动知士”的相关内容显示：“热泵空调内部主要是有四大部件：压缩机/热交换器/膨胀阀/四通阀。在工作时，压缩机通过压缩作用，可以提高冷媒蒸气的压力和温度，将低温低压的冷媒蒸气压缩至高温高压状态，然后通过四通阀的控制，选择性地将高温高压冷媒泵至车内或者车外的热交换器上。如果泵向车内，则可以在车内的热交换器中实现放热，使高温高压蒸气冷却成高压常温的液体，此时热交换器本身就会“发热”，鼓风机就可以通过气流将其热量带至车内，实现空调制热。”

看到这里，是不是更觉得电动车上面的热泵更像是车用或者家用的空调了？相信看到这里肯定会有卡友觉得：“这一定是厂家弄了个反向转动的空调来骗我们。”那么事实真的是这样吗？还真不一定。

其实空调跟热泵这两个词的关系，还真有点不太好解释，因为它们的关系有点像是自动挡和AMT的关系。为此，我专门咨询了一位上学的时候学热管理、热交换的朋友，这位朋友说了什么，我在下面截图放了出来。

以小编自己的理解，空调属于热泵，但热泵不仅仅是空调。毕竟热泵可以加热的还有别的东西，要不然“空气能热水器”是干啥的？而经过细致的调查，小编发现电车上的热泵空调也与普通车上的空调不太一样，而且不仅仅是多了一个四通阀那么简单。

小编在某电商平台上，以某搭载热泵空调的电动轿车品牌+冷媒为关键词进行了搜索，搜索出了某款车使用的加注冷媒工具。发现其使用的冷媒（也就是咱们俗称的氟），为R410a。而咱们平常车上所用的冷媒型号并不是这个，而是R134a。

众所周知，冷媒在热泵空调中起到了至关重要的作用，根据百度百科“冷媒”词条显示：“冷媒，俗称雪种，是在冷冻空调等系统中用以传递热能，产生冷冻效果的工作流体。依工作方式分类可分为一次冷媒与二次冷媒。依物质属性分类可分为自然冷媒与合成冷媒。”而不同的冷媒可以允许的最高工作压力不同，常见冷媒的工作压力我列在下面的表上了。

从上面的表中我们可以看出，热泵空调车辆所用的R410a冷媒比普通车载空调使用的R134a冷媒压力高了不少。而不同压力的冷媒，所对应的设备也就不同，这个小编就不用多说了吧。那么它为什么要用这么高压力的冷媒呢？小编进行了一番查询。

百度知道上，有一个回答显示：“R134a冷媒属于低压冷媒，在低温下无法使用，基本不能用于热泵的机组。所有一般使用在汽车上或者一些单冷的水机中。”而小编的这位朋友给出的解释，则是：“可能跟蒸发和冷凝温度有关”。

百度百科“冷媒”词条更是直接写出了：“蒸发温度会随应用温度而变化，例如冰水机的蒸发温度约为0~5℃，冷冻库主机的蒸发温度约为-20~-30℃，家用空调机的蒸发温度约为5~10℃。蒸发温度越低，蒸发压力也越低，若冷媒的蒸发压力低于大气压力，则空气易侵入系统，系统处理上较为困难，因此希望冷媒在低温蒸发时，其蒸发压力可高于大气压力。”

我们应该可以这样理解，热泵空调在冬天要想实现“制热”，也就是将外面的热量搬运到车里，就需要让它的冷媒实现在更低的温度下（室外可能是零下十几或者几十度）的温度下实现蒸发，或者汽化，才能实现吸热。小编查询了两种冷媒的沸点，R134a的沸点在-26.5℃，而R410a的沸点则在-51.6℃。也就是说，R410a能在更低的温度下吸热、沸腾。而百度百科“沸点”词条中，有一句话：“沸点低的一般先汽化，而沸点高的一般较难汽化”

也就是说，根据这些信息，我们能推断出来R410a能在低温环境下更容易汽化吸热。而这应该也就是电车上热泵空调与咱们普通的车用空调最本质的区别了。换句话说，这电车上的热泵空调具有更强的耐低温能力，能让空调在更低的温度下稳定工作，高效搬运热量。

●  编后语：

这样来看，电车上的热泵空调，实际上就是咱们车用空调的“PLUS”版本了。也就是说，电车上用的热泵空调，是一个强化升级，加强了能力的高级空调。所以今天的知识，你学会了吗？欢迎在下方留言，咱们一起讨论。（文/袁圣 部分内容引用自：百度百科、百度知道、电动知士、智驾网、卡诺循环热力学理论）