空调PTC其实是电热膜,能让空调冬天也能制热,特别适合北方寒冷天气,用起来又快又方便。


引言:今日继续居家休息,送完孩子上学后,闲暇之余深入研究了Model Y的热管理系统信息。尽管目前看来,实现100米的线束还有些困难,但在热泵和PTC的应用方面,特斯拉展现出了其独特之处。在热管理上,特斯拉展现了与其驱动系统和充电系统相似的协调性。通过整合整车的客舱加热/散热需求、电池加热/散热需求以及驱动系统的散热需求,结合空调压缩机和电机/逆变器的特性,特斯拉巧妙地避免了使用水热式PTC和高压电热式PTC。

第一部分:热泵系统的局限

当前新能源汽车的空调系统中,主要包含了制冷和加热两种功能。制冷通常采用电动压缩制冷方式,而制热方案则包括PTC(液体/空气)和热泵系统。热泵是一种能够将低位热源的热能转移到高位热源的装置,通过改变蒸发器和冷凝器的功能,实现热量的反向转移。热泵系统分为直接式、间接式和补气增焓直接式等多种类型。热泵系统在低温环境下使用时,会面临室外换热器结霜以及COP制热能效比与环境温度强相关的问题。为解决这些问题,行业内正在探索改变制冷剂以及采取辅助措施。

第二部分:特斯拉的创新实践

特斯拉在Model Y的设计中,取消了高压PTC(已在Model 3上取消),并配置了一个低压PTC集成在空调系统鼓风机内。其热泵系统包括压缩机、机舱冷凝器、机舱蒸发器、机舱鼓风机和冷却器,并与电池系统、功率电子PCS+驱动系统和整车系统回路进行了整合。特斯拉的热泵系统令人印象深刻的工作模式,是根据外部参数设定的,整体设计相当复杂。

这套系统中,特斯拉设置了12种不同的工作模式,主要根据环境温度和电池温度进行划分。在环境温度极低时(-20℃),热泵系统不工作,而是采用特殊办法,改变驱动系统的控制算法,让压缩机以损失模式运行,产生热量。在温度介于-10℃~10℃之间时,系统会启动混合模式,热量部分来自12V PTC,部分来自热泵。而当环境温度较高时,热泵系统成为主要的加热方式。

特斯拉的热管理系统还考虑了多种因素,包括车主的目的地、路线、环境、天气、车辆的内部参数等。这背后是一个精密的过程,可能在实验验证环境中会有更多工作模式和需求的界定和划分。特斯拉的这种做法凸显了其在软件控制方面的优势,将复杂的计算和控制任务交由上层控制器处理,然后将命令逐个分发下去。

小结:特斯拉在多个方面进行了创新,改变了软件和硬件的关系、车企和供应商的关系,以及车企内部不同系统设计的协同概念。这种新的方式在短期内可能难以被传统车企复制。