第壹部分？熱泵系統的局限性
目前所有新能源汽車的空調系統主要有制冷功能和制熱功能，制冷基本采用電壓縮制冷。供暖方案主要包括？PTC(液體/空氣)和熱泵系統。熱泵是將熱能從低位熱源轉移到高位熱源，通過交換蒸發器和冷凝器的功能來改變傳熱方向的裝置。熱泵系統的類型主要有直接熱泵空調系統、間接熱泵空調系統和送風增焓的直接熱泵空調系統。低溫的局限性壹是室外換熱器結霜，二是COP制熱能效比與環境溫度(制冷/制熱循環中產生的制冷/制熱量與制冷/制熱量消耗的功率之比)強相關。行業內的方向是制冷劑和輔助措施的變化，如下圖所示。
圖1？現有電動汽車空調系統中熱泵與+PTC的結合
第二部分？特斯拉的方法
特斯拉在設計中取消了高壓PTC(Model 3上取消了水熱PTC)，而在Model？y配備了集成在空調系統鼓風機中的低壓PTC。車輛熱泵系統包括壓縮機、機艙冷凝器、機艙蒸發器、機艙鼓風機和冷卻器，集成了電池系統、電力電子PCS+驅動系統和整車的系統回路。
整個物理結構如下圖所示:
圖二？特斯拉模型？y的實踐
如下圖，特斯拉放12V？PTC也是熱泵系統的壹個補充拼圖，從產熱的成本和功率來看，完全是壹片綠葉。
圖三？模特？y氏熱泵系統
在這個系統中，我很驚訝特斯拉設定的工作模式，是根據外部參數設定的，整個系統很復雜。如下圖所示，特斯拉劃分了12種工作模式:
表1？車輛熱管理系統的工作模式
但是，內核是根據環境溫度和電池溫度來劃分的，如下圖所示:
●?COP=1:熱泵系統不工作，主要是在環境溫度很低(-20℃)的時候。這裏采用了壹種特殊的方式。按照之前的處理方法，驅動系統堵塞，改變壓縮機的控制算法，用壹個電機做加熱器。(那個？控制？電子？梅？控制？那個？壓縮機？去哪？操作？在？答？有損？mode？在？哪個？那個？壓縮機？生成？熱量)
●?COP=1~2:當溫度範圍從-10℃到10℃時，將啟動混合模式，當熱量從12V？PTC，然後是部分自熱泵。
●?COP & gt& gt1:這是熱泵的高效區，此時熱泵系統是最主要的供熱方式。
圖4？熱泵COP的劃分有不同的模式。
其實這些12模式都是車輛自己操作的。主要輸入參數包括車主需要行駛的目的地和路線、環境(溫度)、天氣(濕度)、車輛內部參數(包括電池SOC、Soh和熱管理的運行參數)等。這是壹個非常微妙的過程，在實驗驗證環境中可能會有不同的工作模式和需求定義和劃分。其實可能不止這些，也可能簡化到壹定程度。這種做法只能在計算能力高的上位控制器中進行，然後壹條壹條的下發命令。
圖5？熱泵1的工作模式
圖6？熱泵2的工作模式
而之前的電機余熱加熱模式，其實是存在於上述特定模式中的，也就是壓縮機的使用也被遷移，進入了高損耗模式。我覺得特斯拉對零部件使用方式的滲透，真的是把零部件廠商逼到墻角了。妳只需要懂硬件設計制造？怎麽都行。不用擔心怎麽用。我會做的。遵循基本保修和壽命條款，後續處理會根據軟件的實踐進行調整。
圖7？在幾種模式下，壓縮機變成了加熱器。
總結:
我覺得從幾個方面來說，特斯拉改變了軟件和硬件的關系，改變了車企和供應商的關系，改變了車企內部不同系統設計的協作理念，而這種新的組織方式是傳統車企短期內很難跟上的。
作者簡介:朱玉龍，電動汽車三電系統與汽車電子高級工程師，《汽車電子硬件設計》作者。
圖|朱玉龍？網絡及相關截圖
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