特斯拉 Model Y 交付后，隱藏在車內的熱泵成了最大“彩蛋”。

　　熱泵是將熱能從熱源轉移的裝置，功能類似于反向空調。相較于傳統的電阻加熱器，熱泵最大的優點就是高效，其效能系數是傳統電阻加熱器的2-3 倍。Model Y 是特斯拉首款搭載熱泵系統的車型，熱泵能減少其電池損耗，在冬季可以增加續航里程。

　　“Model Y 的熱泵是我這段時間見過的最好的工程設計之一。”特斯拉 CEO 埃隆·馬斯克(Elon Musk)在推特上表示，團隊已經完成了下一個階段的工作。

　　事實上，熱泵并非新技術。“早在兩三年之前國內就已經有車型搭載熱泵空調了。”某新能源汽車品牌工程師王亮告訴未來汽車日報(ID：auto-time)，更早之前，日產、豐田車型上也搭載過熱泵空調。

　　但由于成本、技術等原因限制，熱泵目前并沒有在電動車領域大規模普及。“熱泵空調效率高，未來肯定會越來越多。”王亮預計，到 2022 年冬奧會時期，國內電動車將大范圍采用熱泵空調，只不過在此之前還需要克服不少技術瓶頸。

　　2025 年市場滲透率或達 30%

　　目前，純電動汽車空調主要有兩種制熱方式，熱泵和 PTC(Positive Temperature Coefficient)熱敏電阻，兩者制熱方式不同。

　　熱泵不產生熱量，是將車外的熱量補充到車內取暖，其工作原理和冷暖一體式空調一樣，冬天這種空調的室外壓縮機會工作，同時向室外吹出涼風。王亮表示，熱泵系統其實就是換熱器吸熱放熱的過程，類似水往低處流。

　　PTC 則是直接將電能轉化為熱能，即使在極致情況下也只能實現 100% 的能量轉換，如耗費 2 焦耳能量，最多只能提供 2 焦耳熱量。消耗電能制熱，意味著犧牲電動車的續航里程。

　　“熱泵技術是依靠制冷介質把車外空氣中的能量吸收，并補充給車內取暖，這種搬運能量的效率要比 PTC 電能轉化成熱能的效率高出不少。”王亮告訴未來汽車日報(ID：auto-time)，在 0 攝氏度左右，熱泵效率是 PTC 電加熱的 2.2-2.5 倍;在零下 7 度附近，熱泵效率是 PTC 的 1.5-1.8 倍。

　　“以現有的常溫續航 450 公里的車型估算，零下 7 攝氏度時普通車型續航大約在 250 公里，熱泵版預計可以達到 280-290 公里。”王亮表示，熱泵版純電動車在冬季比 PTC 電加熱車型，要高出 30-40 公里的續航里程。

　　續航里程是電動車現階段最大的痛點之一。美國消費者報告 2019 年 2 月的測試數據顯示，在室外零下 20 攝氏度左右天氣中，Model 3 的續航折損 121 英里(約 195 公里)，相當于折損近一半。對于特斯拉來說，也不得不采用熱泵系統提升其續航。

　　此外，使用熱泵空調空調也有助于提升電池的溫控系統。奧迪發布E-tron 表示，這款車采用了帶有熱泵的熱管理系統，可以幫助E-tron 始終保持在 25-35 攝氏度的良好工作區間，支持反復加速踏板踩到底加速。奧迪也因此有底氣宣稱，E-tron 比沒有搭載熱泵的特斯拉 Model S P 100D 更快。

　　使用熱泵空調，已被公認為應對電動車冬季續航衰減、提升綜合性能的最佳方案之一。除了特斯拉、奧迪，日產聆風、雷諾 ZOE、寶馬 i3、豐田普銳斯、捷豹I-PACE 等車型均已搭載熱泵空調。國產電動車也完成了從 0 到 1 的突破，榮威 Ei5、榮威 MARVEL X、蔚來 ES6 等均采用了熱泵。

　　國金證劵表示，熱泵空調正成為車載空調新趨勢，并預計 2025 年車載熱泵空調將會達到 30% 的市場滲透率。

　　普及路上困難重重

　　熱泵空調被公認為未來發展趨勢，但目前主流新能源汽車仍以 PTC 電加熱為主。PTC 具有成本低、技術門檻低、加熱快等優點，相比之下，熱泵空調價格高、技術難度大。

　　熱泵技術涉及比較專業的熱力學開發和測試能力，在傳統的車用空調行業，先進技術集中于幾大領先供應商，而名牌大廠的產品價格和開發費用均遠高于普通企業。

　　國內最早采用熱泵的自主品牌上汽榮威工程師透露，榮威 Ei5 的熱泵空調成本此前達到一萬多元。王亮則對未來汽車日報(ID：auto-time)表示，目前熱泵系統比普通空調系統多出的零部件價值平均在 1200-1500 元，雖然有所下降，但是這些硬性成本也會導致汽車廠商對成本、性能的平衡考量發生動搖。

　　和 PTC 相比，熱泵空調還很大程度上受到溫度的限制。“熱泵空調在零下 10 度以下，從外界獲取熱量的效率明顯降低，幾乎是無效的。”王亮告訴未來汽車日報，在這種情況下，電動汽車還需要靠 PTC 加熱。

　　此外，熱泵技術在其他領域已形成成熟的產業鏈，但在車用領域，熱泵空調的重量、體積、抗震性能、可靠性、使用壽命、供應商資源等，都是需要考慮的因素。任何一項出現短板，都會制約這項技術的應用。

　　其中，熱泵難以普及的最大原因，還在于技術門檻。

　　“熱泵空調在商用和家用領域已比較成熟，但應用在車輛上還有不少技術瓶頸。”王亮告訴未來汽車日報(ID：auto-time)熱泵空調的工作原理雖然簡單，但是把熱泵空調融入新能源汽車的電控系統非常復雜。

　　王亮表示，在冬季開車或快速充電時，熱泵處于工作狀態，但當電池到達一定溫度后，電池就需要散熱，同時還需要保證車內溫度，這對電動車的熱管理技術有相當高的要求。

　　在這種情況下，需要電腦準確判斷熱泵系統和 PTC 的分工，協調好電池以及駕艙的溫度。“如果熱管理技術不過關 ，使用熱泵空調反而會增加電池能耗。”王亮告訴未來汽車日報，這本質上還是考驗車企的電控技術。

　　隨著特斯拉在 Model Y 車型上首次搭載熱泵空調，這些技術瓶頸或將被突破。

　　馬斯克在推特表示，Model Y 的熱泵系統有局部加熱回路，以擴大可用的溫度范圍。此外，熱泵還通過一個 8 向換向閥來控制各種模式下熱量的轉移路徑，從而創建了一個縝密的熱管理系統，將熱泵的功能實現了最大化。

　　國內一些車企也已在熱泵空調技術領域取得突破。

　　即將上市的吉利汽車幾何C將搭載熱泵空調，按照官方說法，其電池智能溫控系統可將電池單體溫差控制在±2 攝氏度以內，可以提升車輛在低溫狀態下 20% 的續航能力。

　　1 月中旬，北汽新能源的兩輛乘用車和北汽福田的 4 輛大巴車在零下 30 度的環境下放置超過 48 小時，然后進行超低溫冷啟動測試和熱泵空調測試。電池系統以每分鐘 7 攝氏度的速度持續升溫，直至電池正常的工作溫度 20 攝氏度。這意味著在零下 30 度的低溫環境下，熱泵空調仍能正常運行。

　　“在電動車領域，里程焦慮和冬季里程衰減是相當長一段時間的現實，熱泵對節能的貢獻是最大的。”王亮告訴未來汽車日報，未來熱泵技術將在電動車上逐步擴大應用，直至成為電動汽車的標準解決方案。
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