以往新能源車普遍采用電加熱元件提供暖風,這類裝置被稱為PTC加熱器,屬于陶瓷發熱材料。日常生活中浴霸、暖風機等家電也廣泛使用此類技術。PTC加熱器熱轉換效率可達99%,即輸入一份電能可轉化為0.99份熱能。然而其高轉換率并不等同于節能,因其制熱本質依賴電能直接轉化為熱能,需獲得足夠熱量必須消耗等量電能。當前多數電動車轉向熱泵制熱技術,其原理與空調制熱相似,通過電能驅動熱量轉移而非直接產熱——消耗一份電能可轉移超過一份熱能,因此比PTC加熱器更省電。盡管熱泵技術與空調制冷同屬熱量轉移機制,但電動車冬季暖風模式的耗電量仍高于夏季制冷模式,主要原因包含兩方面:
首先,溫差調節需求差異顯著。以人體舒適溫度25℃為基準,夏季車外高溫40℃時,空調需實現15℃的降溫幅度;冬季車外低溫0℃時,暖風系統需完成25℃的升溫任務。顯然冬季工況的熱量遷移負荷更大,導致能耗顯著增加。
其次,熱量轉移效率存在方向性差異。制冷時熱量轉移效率更高:壓縮機將制冷劑壓縮至70℃高溫氣體,經車頭冷凝器釋放熱量(環境溫度40℃時制冷劑降溫至40℃),液態制冷劑進入蒸發器(溫度低于0℃)快速吸熱汽化,完成循環。此時制冷劑在車內外溫差均超過30℃,吸放熱效率處于峰值狀態。
制熱時熱量轉移效率則明顯降低:高溫高壓氣態制冷劑先在車內換熱器釋放熱量,液化后流向車頭蒸發器吸收環境熱量。冬季低溫環境下,為提升熱交換效率需降低蒸發溫度(如0℃環境需制冷劑蒸發溫度低于冰點),導致空氣中的水蒸氣在換熱器表面結霜。霜層不僅降低熱交換效率,嚴重時甚至完全堵塞換熱通道,迫使系統啟動化霜程序——將高溫制冷劑輸送至車外融霜。這一過程大幅削弱制熱效率,導致耗電量激增。
因此,環境溫度越低,電動車暖風系統的電能消耗越顯著。疊加低溫對電池活性的抑制作用,車輛續航里程衰減更為突出。