在寒冷的冬天，當(dāng)坐在車?yán)锎抵L(fēng)的時(shí)候，大家有沒有想過，暖風(fēng)的熱源是來自哪里呢？

答案就是:大多數(shù)車的暖風(fēng)熱源都是來自發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液，當(dāng)然也有個(gè)別車使用電阻絲加熱，以及少量客車和卡車使用單獨(dú)的燒柴油暖風(fēng)。我們都知道，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需要燃燒汽油，但是，不是所有的燃燒能都轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，有很大一部分是被冷卻液和排氣系統(tǒng)帶走了，汽車的暖風(fēng)系統(tǒng)的熱源來自這些余熱。

但是，新能源汽車沒有了發(fā)動(dòng)機(jī)，那么電動(dòng)汽車的暖風(fēng)熱源來自哪里呢？今天機(jī)械財(cái)經(jīng)就給大家介紹一下電動(dòng)汽車的暖風(fēng)系統(tǒng)。

首先我們先回顧一下燃油車的暖風(fēng)系統(tǒng)熱源。

汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率是比較低的，燃燒產(chǎn)生的能量只有大約30%-40%轉(zhuǎn)化為汽車的機(jī)械能，其它的被冷卻液，尾氣帶走。被冷卻液帶走的熱能大約占燃燒熱的25-30%。

傳統(tǒng)燃油車的暖風(fēng)系統(tǒng)就是將發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)中的冷卻液引到駕駛室的風(fēng)/水換熱器里，當(dāng)風(fēng)流經(jīng)散熱器時(shí)，高溫的水很容易將熱量傳遞給空氣，這樣吹進(jìn)駕駛室內(nèi)的風(fēng)就是暖風(fēng)了。

發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)原理

如上圖所示，為發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)原理圖，其中我們看到右邊的兩個(gè)分出來的管子，這兩根水管就是暖風(fēng)系統(tǒng)取取水管和回水管。

當(dāng)取來的比較熱的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液進(jìn)入駕駛艙的暖風(fēng)芯體，駕駛艙內(nèi)空氣在鼓風(fēng)機(jī)的作用下開始一遍遍的循環(huán)，并通過暖風(fēng)芯體將空氣加熱，這樣我們的駕駛艙內(nèi)就很容易暖和起來了。

冷卻液將熱量傳遞給流經(jīng)暖風(fēng)芯體的空氣后，冷卻液溫度下降又流回發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，如此往復(fù)將發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)熱變成了駕駛艙內(nèi)的暖風(fēng)。傳統(tǒng)的燃油車基本都是這個(gè)原理，成本低，效果好，還非常節(jié)能。

燃油車暖風(fēng)系統(tǒng)原理圖

還有些車增加電熱絲作為輔助暖風(fēng)系統(tǒng)，或者獨(dú)立的燒油暖風(fēng)系統(tǒng)，利用尾氣的熱量的暖風(fēng)系統(tǒng)等等，因?yàn)楸容^小眾化，甚至還處于概念設(shè)計(jì)階段，在這里就不一一介紹了。

介紹完傳統(tǒng)燃油車的暖風(fēng)系統(tǒng)，我們?cè)俳榻B下電動(dòng)車的暖風(fēng)系統(tǒng)。

一想到電動(dòng)車，可能大家很容易想到直接用電阻絲加熱空氣的暖風(fēng)系統(tǒng)不就可以了，理論上完全可以，但是幾乎沒有電動(dòng)車用電阻絲暖風(fēng)系統(tǒng)，原因就是電阻絲太費(fèi)電了。

目前，新能源暖風(fēng)系統(tǒng)的類別主要是兩大類，一個(gè)是PTC加熱，一個(gè)是熱泵技術(shù)，而PTC加熱又分為空氣PTC和防凍液PTC

PTC熱敏電阻型加熱系統(tǒng)的發(fā)熱原理比較簡(jiǎn)單，也比較容易理解，與電阻絲暖風(fēng)系統(tǒng)類似，都是靠電流通過電阻生熱，唯一的區(qū)別是電阻的材質(zhì)。電阻絲是用普通的高阻值的金屬絲，而純電動(dòng)汽車上用的PTC是一種半導(dǎo)體熱敏電阻，PTC是Positive Temperature Coefficient的簡(jiǎn)稱，它的特性是隨著溫度的升高PTC材料的阻值也會(huì)升高，這個(gè)特性決定了恒電壓情況下，PTC加熱器在溫度低的時(shí)候加熱快，而溫度上后阻值變大，電流變小，PTC消耗的能量變少，這樣就能保持溫度相對(duì)恒定，相對(duì)純電阻絲加熱還會(huì)省電。

正是PTC這些優(yōu)點(diǎn)，目前已被純電動(dòng)汽車（尤其是中低端車型）廣泛采用。

而PTC加熱又分為水暖和風(fēng)暖。

PTC水暖往往和電機(jī)冷卻水路并在一起，電動(dòng)車在行駛過程中隨著電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)也會(huì)發(fā)熱，這樣在行駛的過程中暖風(fēng)系統(tǒng)可以利用電機(jī)的一部分預(yù)熱，還能省點(diǎn)電。下圖是個(gè)水暖PTC。

水暖PTC

水暖PTC加熱冷卻液后，冷卻液會(huì)流經(jīng)駕駛室內(nèi)的暖風(fēng)熱芯，然后就和燃油車的暖風(fēng)系統(tǒng)差不多了，在鼓風(fēng)機(jī)的作用下將駕駛室內(nèi)的空氣循環(huán)起來加熱。

風(fēng)暖PTC就是直接將PTC安裝在駕駛室的暖風(fēng)芯體處，通過鼓風(fēng)機(jī)將車內(nèi)空氣循環(huán)起來并通過PTC加熱器，直接加熱駕駛室內(nèi)的空氣，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，不過比起水暖PTC來要費(fèi)電。

風(fēng)暖PTC 加熱器

鼓風(fēng)機(jī)

PTC加熱大多在中低端電動(dòng)車上被使用，比如帝豪EV，當(dāng)然中高端的電動(dòng)車也會(huì)使用，比如定位中高端的蔚來ES8依然采用了PTC暖風(fēng)系統(tǒng)，而且裝了兩個(gè)。再比如Molde3的熱管理系統(tǒng)中使用了多組PTC加熱器，后期機(jī)械財(cái)經(jīng)在介紹電動(dòng)車熱管理系統(tǒng)時(shí)會(huì)詳細(xì)介紹特斯拉的熱管理系統(tǒng)原理。

雖然PTC相對(duì)電阻絲省電很多，但是PTC仍然是電動(dòng)車上的電耗子。以ES8為例，控制前排的暖風(fēng)PTC額定功率為5.5千瓦，控制后排的PTC額定功率為3.7千瓦。若兩個(gè)PTC都以額定功率為車內(nèi)加熱，一個(gè)小時(shí)就要消耗9.2度電。那么對(duì)于動(dòng)力電池容量為70度的ES8來說，一個(gè)小時(shí)就相當(dāng)于消耗了10%幾的電能，按照ES8綜合工況續(xù)航355公里來計(jì)算的話，一小時(shí)就少了35公里。

所以說PTC是個(gè)電耗子，為了能讓車主更安心地多在車?yán)锎蹬L(fēng)，很多高端車不得已而采用熱泵空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)。

熱泵的功能是將低溫?zé)嵩吹臒崮苻D(zhuǎn)移到高溫?zé)嵩吹?，工作原理與空調(diào)制冷系統(tǒng)類似，只是熱量轉(zhuǎn)移的方向正好相反?？照{(diào)制冷時(shí)，是將室內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到室外，而熱泵制熱系統(tǒng)則是將車外的熱量轉(zhuǎn)移到車內(nèi)，就像是把空調(diào)外機(jī)裝在了駕駛室里，把空調(diào)裝在了駕駛室外。熱泵制熱系統(tǒng)一般都與空調(diào)制冷系統(tǒng)融合在一起，通過閥門控制熱量的轉(zhuǎn)移路徑。另外，制熱時(shí)，能有效利用動(dòng)力電池冷卻系統(tǒng)的預(yù)熱。在這方面類似于傳統(tǒng)汽車的暖風(fēng)系統(tǒng)。

熱泵空調(diào)在電動(dòng)汽車領(lǐng)域深度替代趨勢(shì)已經(jīng)顯現(xiàn)。關(guān)于熱泵的更深入的探討，機(jī)械財(cái)經(jīng)將會(huì)在講解電動(dòng)汽車熱管理系統(tǒng)時(shí)詳細(xì)介紹。

國外搭載熱泵技術(shù)已經(jīng)過5年驗(yàn)證，日產(chǎn)Leaf、豐田普銳斯、寶馬i3、高爾夫均已量產(chǎn)裝車；國產(chǎn)電動(dòng)汽車完成熱泵裝載從0到1突破，榮威Ei5、榮威MARVEL X、長(zhǎng)安CS75 PHEV等

與PTC加熱器相比，熱泵系統(tǒng)的熱效率更高，能耗更低，對(duì)續(xù)航里程的影響相對(duì)小一些。但劣勢(shì)也很明顯：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、制熱速度慢，尤其是在低溫條件下，加熱效果差。

基于以上，在一些中高端純電動(dòng)車，為了保證車廂內(nèi)的溫度，往往采用熱泵+PTC的混合模式。在剛起步階段，由于動(dòng)力電池冷卻系統(tǒng)溫度較低時(shí)，先開啟PTC加熱器，待冷卻液溫度上升以后，再啟動(dòng)熱泵制熱系統(tǒng)。所以更智能的熱泵和PTC耦合技術(shù)就孕育而生。

仍以特斯拉為例子，特斯拉在Model Y的設(shè)計(jì)中，雖然取消了高壓的PTC（水熱的在Model3上取消），在Model Y上配置了一個(gè)低壓的PTC集成在空調(diào)系統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)里面。而車輛熱泵系統(tǒng)包括壓縮機(jī)，機(jī)艙冷凝器，機(jī)艙蒸發(fā)器，機(jī)艙鼓風(fēng)機(jī)和冷卻器，并且把電池系統(tǒng)、功率電子PCS+驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和整車的系統(tǒng)回路整合在一起。

這個(gè)系統(tǒng)可以充分利用了電機(jī)、電控系統(tǒng)工作產(chǎn)生的熱量，與電池、空調(diào)形成熱管理系統(tǒng)——這套系統(tǒng)有多達(dá)15種工作模式（12種制熱、3種制冷），特斯拉甚至在管理模塊（也就是所謂OCTO閥）上印了一個(gè)八爪魚，表示它也算三頭六臂了，這樣的設(shè)計(jì)也讓很多電子和汽車工程師表示嘆服。

好了，講了很多關(guān)于新能源暖風(fēng)系統(tǒng)的例子，但是仍無法覆蓋所有新能源車的暖風(fēng)系統(tǒng)，比如還有車輛PTC系統(tǒng)使用獨(dú)立的水循環(huán)，不會(huì)和電機(jī)，電池系統(tǒng)共用一個(gè)水泵。

如果大家對(duì)PTC還有什么疑問可以找尋相關(guān)的供應(yīng)商聊一聊，目前PTC及熱管理相關(guān)零件的頭部供貨商有電裝、法雷奧、翰昂、馬勒、偉巴斯特、埃貝赫等國際熱管理巨頭公司。

文末，能看出下面兩個(gè)方塊是什么么？