细心的驾驶者一般都会对爱车的油耗十分关注,这其中很大一部分原因或许并非完全是因为燃油费用的高低,更多的是从油耗反应出的车辆状态以及自身驾驶技术的优劣。
其实能够降低油耗的方式有很多,除了驾驶方式和驾驶习惯以外,人们聚焦最多的恐怕就是夏天怎么使用空调和冬天怎么热车了。说到这可能很多人都有一个疑问,可为什么在北方地区,冬天的油耗一般都比夏天要高。
按照以往的经验,大家都知道夏天使用空调比较费电,这主要是因为空调压缩机工作时会消耗掉发动机的一部分功率,当发动机要输出更大功率时,油耗自然就会更高了。
而冬天使用暖风的热源主要来自于发动机多余的热量,所以理论上并不会直接导致油耗上升。那么为什么到了冬天,油耗反而往往比夏天还高呢?说到这可能就要提到中学的物理常识了!
目前多数传统汽车使用的发动机也叫内燃机,工作原理简单说就是热能向动能的转化。然而时至今日,内燃机的热效率仍然也仅仅是35%左右,也就是说燃烧的汽油或柴油只有大约1/3转化成为输出的功率,而其余的2/3中大约一半消耗在发动机内部摩擦,而剩下的一半就是热消耗了。
而冬天,特别是北方的冬天,由于天气寒冷,热消耗无疑就会增大了。另外由于温度低,机油的流动性也会变差,冷车状态下,发动机内部运转阻力也会变大。如果每次行驶里程长,冷车的费油的状态占据的比重也会比较小,可如果每次行驶里程都很短,那么冬天费油的现象也会更加明显。
那么问题来了,作为新能源的电动车,显然不存在热消耗的问题,内部润滑变量也不会像内燃机那么大,可为什么有些电动车冬季能量消耗增大的现象比内燃机还明显呢?除了电池由于低温环境导致的活力下降以外,暖风机的消耗成为了这里面的耗电大户。
和内燃机不同,电动机产生的热量远远达不到为驾驶舱制暖的数量级,所以一般电动车就需要采用PTC加热(Positive Temperature Coefficient)或者HP热泵空调的方式制热。
PTC加热片是由陶瓷发热元件与铝管组成的散热片,尽管它的转换率基本可以达到99%,但是动辄3-5kW起步的暖风机需要将车内维持在舒适的温度就需要在续航里程上做出妥协了。况且当车窗上结霜甚至结冰时,暖风机甚至还会起到保证安全的作用。
是不是就没有更好的办法既能保证安全舒适,又能减少电能消耗呢?如果你是一个孝敬老人的晚辈或者心疼女伴的好男人,你一定会在秋末冬初的时候到电器店购买一台温馨取暖设备以便驱走暖气到来前的寒冷。
于是在你问到各种款式之间区别的时候,导购员就会告诉你电暖气会比带有制热功能的空调价格便宜,但后者更加省电。这是为什么呢?或许某个炎热夏天,当你躲在凉爽的空调房里感谢威利斯·开利的救命之恩时,也许会结合物理课本搞清楚他伟大发明的工作原理。
与PTC加热片将电能转化为热能的能量转化不同,空调的工作原理主要为热交换。在制冷时就是用压缩机将冷媒或雪种(之前多为氟利昂,后升级为R134a)加压升温,通过室外机冷凝器散热后,然后由膨胀阀释压降温,再回到室内机的蒸发器产生冷风,同时将室内的能量吸收。简单说就是把室内的热量收集并集中,然后在室外释放。
而冷暖空调的制热功能就是将以上过程反向进行,将室外的热量收集并集中,然后在室内释放。通常这种加热方式被称作HP热泵空调,由于热泵空调可以从室外获得热量,因此它的热效率就要比PTC加热片更高。
将HP热泵空调和PTC加热片的能耗进行对比就可以发现,相同条件下,前者的能耗几乎只有后者的一半。这种优势会随着环境温度的降低而缩小,但即使到了-10℃,HP热泵空调的能耗也只是PTC加热片的六成。作为参考,中大型SUV的PTC加热片一会在7 kW以上,也就是说如果使用热泵空调,每个小时就可以节省大约3 kWh的电量。
假设充电一次工作10个小时计算,热泵空调大概就能节约30 kWh的电量,对于眼下电池容量不过百的现状来看,30 kWh可以说还是相当可观的一个结果。除了奇点iS6最初开始采用热泵空调以来,目前已经越来越多的新能源车型都开始采用这一技术了。
不过不可否认的一点是,以华北气候为例,夏天最高气温多在30-35℃以上,冬天日间温度多在0℃上下,而一般人的舒适温度为15-25℃。因此冬天使用空调的调温幅度还是会大于夏天使用空调的调温幅度,所以即便是新能源车型来说,冬天的能耗或许还是会大于夏天。但对于奇点iS6的驾驶者来说,热泵空调还是能让你更安心的多跑上几十公里,甚至是上百公里……