热泵空调那么省电，为何很多电动车不用？

这个世界上只有热量，而没有冷量

开始之前，我们先来了解一个最基本的概念：这个世界上只有热量，而没有冷量。所谓的制冷，不是把冷量搬进室内或者车内，而是把内部热量搬走；制热就是把外部热量搬进来。

绝对零度的温度曲线

物理课告诉我们，世界上的任何一个物体，包括在极寒地区的物体都是带有热量的，只是热量多少的区别。只有在热力学的最低温度，绝对零度（-273.15℃）才没有热量。

传统燃油车与纯电动车空调的工作原理有哪些区别

1、传统燃油车空调的工作原理

传统燃油车的空调系统主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、管路等部件组成。

制冷是通过压缩机对制冷剂（冷媒）进行做功，搬走车内的热量从而降低温度，这就是热泵的原理。由于压缩机工作需要发动机带动，所以制冷过程会增加发动机的功率负担（也就是油耗增加）。

制热与制冷不同，目前几乎所有燃油车制热都不是通过压缩机，而是利用来自发动机冷却液的热量——正常工作的发动机冷却液温度为90摄氏度左右，足够取暖使用。冷却液流经暖风系统中的热交换器（也称水箱），将鼓风机输送进来的空气与发动机冷却液进行热交换，空气被加热后再送入车内。所以传统内燃机车制热不会额外增加发动机负担，也就是几乎不会增加油耗，此种方式成本低廉且采暖效果好。

2、纯电动车空调的工作原理

纯电动汽车因为没有传统的内燃机，也就没有多余的废热（电机工作时产生的热量对于取暖来说杯水车薪，暂且忽略）。因此空调系统无论是制热还是制冷，都要消耗动力电池的电量。

纯电动车的制冷原理与燃油车的制冷原理相同，都采用热泵技术。唯一区别就是纯电动车的压缩机是电动压缩机，需要电池提供能量。

纯电动车的空调制热方式可以分为两类，一类是PTC热敏电阻加热（绝大多数车型采用），一类是热泵加热（少量车型采用）。

纯电动车PTC制热与热泵制热的区别

1、PTC制热

百度百科上关于PTC的定义：PTC是Positive Temperature Coefficient 的缩写，意思是正的温度系数，泛指正温度系数很大的半导体材料或元器件。通常我们提到的PTC是指正温度系数热敏电阻，简称PTC热敏电阻。

纯电动车通过PTC热敏电阻制热，即通过电阻的热效应生产热量。可以简单类比成家用取暖器“小太阳”，结构简单且制热效果好，但也非常耗电，进而影响到续航里程。PTC制热方式在在售的纯电动车型中使用比例较大，基本上主流车型使用的都是PTC加热。

2、热泵制热

纯电动车除了通过PTC制热，还可以通过热泵制热，原理和制冷过程相反，就是将车外的热量搬到车内。

我们先深挖一下热泵的原理。“泵”这个字，我们经常能听到。例如水泵就是最典型的例子，水泵的作用是把水从一个地方运到另外一个地方，最大的作用是把水从低处运到高处。

热泵技术同理，就是把热量从一个地方搬到另外一个地方，而热泵制热就是把热量从从低温处搬到高温处，从车外搬到车内。冬季的家用空调制热也是同样的道理，电冰箱制冷是把热量从冰箱内部搬运到外部。

总结为一句话：热泵的工作过程是一个运输热量的过程，即把热量从一个地方搬运到另外一个地方。无论是制热还是制冷，热泵技术都能实现。

纯电动车热泵的类型属于空气源热泵，是一种通过吸收空气中热量，再利用少量电量驱动压缩机工作将这些热量搬运到车辆内部的装置。和PTC制热相比，产生同样的热量时热泵制热消耗的电量要小很多。有关数据显示，热泵的效能系数比PTC加热高出2-3倍，可以有效延长20%以上的续航里程。在售车型中，比如蔚来ES6、荣威MARVAL X等少量车型使用的是热泵。

看到这你可能会有疑问，既然热泵空调那么省电，为何很多电动车不用？

制约热泵技术广泛使用的原因

相比较于PTC加热，纯电动汽车使用热泵空调加热确实能节省不少电量，但也存在缺点，这些缺点制约了热泵技术在纯电动车型上的广泛使用。

1、低温制热效率低：由于家用空调同样使用了热泵技术，在这还拿家用空调举例子，当冬季气温过低时，使用家用空调制热，室内温度会上升的很慢，这个时候热泵低温制热效率低的弊端就凸显出来了。为了弥补这个不足，很多空调都另外增加了电加热辅助，所以最终的耗电量依然很高。车用热泵也一样，当气温非常低时，热泵获取热量的速度就会下降，低温制热效率就会降低。换个角度理解，把同样体积的水从3米深的井和5米深的井中抽出来，所做的功是不一样的。

2、冷暖两用的热泵空调成本过高，且结构较为复杂。相比于制冷，热泵空调如要实现制热功能，结构上要增加更加复杂的装置（四通换向阀等），技术难度高，最终会使成本增加不少。所以汽车厂家从综合成本的角度考虑，不一定值得。

3、制热速度慢，热效率低。纯电动车的热泵属于空气源热泵，因空气中的热量是分散能源，分布无规律且不稳定，热泵的效率会受到影响。由于受气温和地域影响较大，空气源热泵更适合在我国中南部地区使用。

写在最后

经过上面的介绍，我们可以看到，PTC热敏电阻和热泵都存在各自的优缺点。对于纯电动汽车空调，如果将PTC热敏电阻和热泵集成在一起，当温度较低时，启动PTC热敏电阻来协助提高温度，是不是综合效率会更高、更加节能？又或者将动力电池和驱动电机的自发热量通过热泵引入车内，实现更大限度的能源利用？

技术一直在进步，相信当成本和实际效果都能让人接受时，冷暖两用的热泵空调在未来才会成为纯电动车空调的主流。

（文/蔡中辉）