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前报道过的2021款特斯拉 Model 3 ,原来还有几个升级细节遗漏了:双层隔音玻璃仅限于挡风玻璃与前车窗;高性能型号原来标配的米其林 PS4s 轮胎换成了倍耐力 P Zero 静音胎;Model Y 最先搭载的热泵亦装备到2021款 Model 3 之上,前备箱的储物容积还会因此而减少 ……

这热泵究竟是个啥玩意儿?值得为它牺牲这些空间吗?

想办法提高电动车的续航里程是各车厂都在努力的课题,除了电池技术的提升 、动能回收 、车身低风阻设计等,特斯拉还针对热循环系统进行大幅度革新,有效提升能源效率和续航里程。

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因为电动车不像内燃机拥有一个稳定的热源可以利用,因此在车内的空调系统 (无论开暖气还是冷气) 中需要使用 PTC 热敏电阻产生热源,这样才能将冷气压缩机产生的冷风加热成为各位车主设定的恒温温度。

目前 PTC 加热空调的方式有两种,一种是直接让冷空气通过 PTC ,调节出暖风;另一种则是利用 PTC 加热冷却水,让冷却水流经散热器进行交换。不过,不管是哪一种方式,追根究底都是必须使用「额外」电能才能达到加热功能。

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热泵和水泵一样,都是一种强制转换位置的系统,水泵是把水从低位打到高位,进行后续利用;而热泵则是将低温物体的热能 (或者应该称冷能) 取出后加压再传递到高温物体上进行热交换 (也称为降温) ;反过来也可以将高温物体的热能取出后转移至低温物体上进行热交换 (也称为加温) 。虽然还是需要使用一部分电能进行热源的搬移行为,但是相较于加热 PTC 来说,所节省下来的电量相当可观。

其实热泵系统并不是特斯拉首创,除了在工业领域已有许多应用,电动车如日产 Leaf 、宝马 i 系列,还有丰田混合动力车型其实都使用了热泵系统。不过这些车搭载的热泵系统仅由四个部件组成,包含压缩机 、四通阀、热交换器和电子膨胀阀。而这样的设计依赖使用环境温度当做热源,在环境温度较低的时候 (低于0℃) ,可能会造成热交换器结冰,导致吸收环境热量的能力下降,通常还是会使用功率较小的 PTC 做为辅助加热器。

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根据特斯拉的专利技术文件可以看到,除了采用类似上述的热泵系统 + PTC 辅助的设计,热源在环境温度的基础上,还加入电池系统废热 、驱动系统废热 (电机与压缩机) ,以及功率调节系统 PCS 的废热。因此整套系统使用八通阀进行热交换,明显较四通阀的热泵系统有更好的热分配能力,是目前电动车业界中效能最好的热泵。

由于这套系统拥有许多热能来源,因此该套热泵具有高达12种分配模式,由车载系统自动判断天气和车辆情况,选择适合模式进行切换 …… 简单说,不管在严寒还是酷热的天气下,拥有这款热泵的车型,开空调都会更省电!难怪上月传出特斯拉考虑进军家用空调市场,引发了日本大金的高度恐慌!

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下方仅列出与车内空调相关的四种工作模式

纯热泵模式:只以环境温度做为热源,透过冷却水和室内空气进行热交换;
混合暖风模式一:利用环境温度 + 12V PTC + 电池废热,使用外循环直接将热风吹入室内;
混合暖风模式二:利用室内温度 + 12V PTC + 电池废热,透过内循环对室内温度直接加热;
压缩机热源模式:利用压缩机运转产生的废热,对室内温度直接加热,也可以为电池预热 、车内除霜除雾。

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综合上述说明不难发现,特斯拉的热泵系统不只是单纯的产生暖风,而是在多个系统当中进行更有效率的热交换,不仅在寒带地区有帮助,就算在南方这样的亚热带气温环境,相较于原来的 PTC 加热设计,也会有明显节能效果。

热泵对于极寒地区反而没办法发挥最大效果,因为需要仰赖 PTC 加热的情况更频繁。Model Y 热泵系统的 PTC 是 12V 电压,并由额外的 12V 电池进行供电,其效能与成本都不高,纯粹是辅助角色。


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是否值得给2021款 Model 3 买单?你真的不愿意再等等 Model Y ?

Tesla Model 3 Performance '2021
双永磁同步电机 / 1AT / 4WD / *500ps+ / 639Nm
0-100km/h: 3.3s / 极速: 261km/h / 电池容量: 75kWh
续航里程: 567公里 (WLTP) /  / 整备质量: 1,847kg
中国市场指导价: 待定 / * 需升级至 Track Pack V2 以上版本


(影片来源: Top Gear HK / 技术资料: Tesla & ddcarTW / 编辑: ty)
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