2021年初，公司搬到了新的总部大楼，我上下班通勤的距离从之前的20公里，一下子变成了接近100公里；由于自己平时都是开燃油车，所以每个月的油费从之前的800元一下子变成了2000多元——从之前的一个月加一箱油变成了一周加一箱油。这样，一年算下来，今年比去年多出来2万多的油费。于是，我寻思着，还不如换一台电动车，加上公司也有免费的充电桩（公司福利），这样每年可以节省不少钱呢。因此，最近我开始不断的关注新款的电动车，看看有什么实力选手。这里要说一下，因为自己的燃油车是凯迪拉克，所以对这个品牌的电动车也是格外关注。

再讲一个事情，今年冬天北京特别冷，有一天，我老婆下班回来跟我抱怨说今天打出租车，是一辆电动车，司机太抠门了，空调都舍不得开，冻死了！我就纳闷了，开个空调，能费多少电呢，至于这么抠门嘛？我哈哈大笑，对她说“开加热空调对于普通电动车来说，那就是唰唰掉电，里程降低明显，尤其是对于没有热泵系统的电动版出租车。”我老婆听完，一副完全反正听不懂的样子。我想干脆写一篇文章吧，科普一下电动车的热管理系统，也梳理一下自己如何选一台有热泵系统的电动车。

一、汽车在低温下是如何给驾驶舱加热的？

传统燃油车：

通过发动机工作时产生热量加热散热器中的热水，由风扇将散热器中热水热量吹入驾驶舱，实现给驾驶舱加热。因为，此处的热量是由发动机排温产生的（无用功部分），因此无需耗费其他多余的能量。通俗地说，发动机最高热效率可达到40%（有用功），但是实际上加热用的热量是剩下的60%耗费能量（无用功）的一部分。

电动车：

由于没有发动机作为热源，而电机的热效率又非常高（90%以上，没有充足的热量损失满足整个乘员舱的加热需求），因此，电动车需要一个单独的加热装置，这个装置目前一般采用PTC（Positive Temperature Coefficient，可以通俗地理解为热敏电阻加热片）或者热泵系统（Heat Pump，可以通俗地理解为带有反向加热功能的空调系统）。能量是守恒的，没有热源的电动车，需要通过装置将电能转化为热能，而作为装置的PTC和热泵，两者机理不同，能量转化效率不同，导致最终能耗的差异也不同。

总之，对于制冷，无论是燃油车还是电动车，都是需要空调系统的，只不过燃油车是通过发动机驱动压缩机，电动车是通过电来驱动压缩机，两者制冷的机理都是一样的，仅从能量守恒的角度，反而电动车制冷的综合效率更高。对于制热，燃油车利用发动机余热，几乎不耗费多余的油（冬天燃油车加热随便开，不费油）；而电动车，要么通过PTC加热，一小时耗电5kWh左右，对于一个百公里电耗15kWh的电动车来说，相当于能耗增加了30%，里程衰减了30%；要么通过热泵空调系统加热，能耗会比PTC优化40%~50%左右，具体要看热泵系统的策略和效率。

二、热泵空调的原理是什么？

热泵空调可以理解为不制造热量，而是搬热。工作原理和空调制冷一样，只是通过阀体的控制，实现反向搬热的能力。当驾驶舱需要制冷时，将驾驶舱的热量经过循环搬运出去，降低驾驶舱的温度；当驾驶舱需要加热时，将驾驶舱外的热量经过循环搬运进来，从而提升驾驶舱的温度。

但是由于一般的普通热泵空调的搬运能力有限，在极低温度下（一般－10℃以下），普通直接式热泵是无法工作，需配合PTC进行辅助加热，所以热泵系统一般也会有一个PTC元件。那么有没有更先进的热泵空调？答案是肯定的。解析来我们列一个表格，做一个从低到高的排序：

总结一下，在不考虑复杂程度、技术难度和成本的前提下，间接式热泵的综合效果最好，因为它不仅能够从环境空气中搬运热量，还可以把电驱、电池工作中产生的废热存储在冷却液中，通过热泵搬运到乘员舱中，类似于地暖的工作方式。总之，高效的热泵系统架构相对复杂，成本较高，但加热能耗很低（大约PTC的1/2），一般存在于中高端车型，可以在很大程度上提高电动车的能量效率。如果只看疗效，一句话，间接式热泵＞直接式热泵＞间接式PTC＞直接式PTC。

三、LYRIQ奥特能平台Bev Heat高效综合热管理系统的优势在哪里？

在前面介绍的基础，说一个具体的案例，大家都知道，热泵空调优于PTC，而同样是热泵空调，又会有高低优劣之分的，完美的热泵空调，能够实现更高的能量效率，而主机厂努力的目标就是效率、成本、设计的最优解。因为最近一直在看凯迪拉克的电动车，于是汇总了通用汽车的奥特能平台（凯迪拉克LYRIQ采用此平台）热泵空调系统的优点。

如上图，LYRIQ采用间接式热泵空调系统，有四大节能应用和一大储热运用特色，分别是：（1）系统搬运电池和电机的热量，加热乘客舱；（2）系统搬运乘客舱/电池电机热量，散到车外；（3）水路吸收外界热量，系统搬运水路热量，加热乘客舱；（4）系统搬运乘客舱热量，散到车外。此外，LYRIQ由于有智能的热管理系统，它还可以实现（5）系统将充电桩电能转化热能储存在系统电池和水路中，可以支持1-2小时的短途出行乘客舱加热所需。再具体一点，LYRIQ在低温环境下充电时，还会将电能转化为热能存储在电池冷却液中，既能在启动后快速给乘员舱制热，同时又不减少了电池中的耗电量，有效延长续航里程。

事实上，LYRIQ的热泵系统除了带来了能效的优势，在电池安全方面，还有更多的考虑。奥特能平台电池系统的高能量密度和长寿命的电芯能力，除了电池材料的优异的先天性能外，还需要更加安全高效的热管理在后期进行赋能。众所周知，电池的温度太高或者太低，都会影响电池的放电能力，同时温度过高会影响电池的寿命，如何保证电池的温度就是热管理系统的核心所在。LYRIQ的热泵系统可以通过结合电池wBMS（无线电池管理系统）来实现全工况下电芯平均温度温差小于1℃（行业常规要求5℃），确保老化一致，寿命整体提高约15%。另外通过保持电芯快充温度低于45℃，确保极端温度下寿命不受影响，从而使得LYRIQ行驶50万公里的充放电，也可达到电池容量衰减约10%的一个好成绩。

四、总结

总之，LYRIQ这款热泵不仅在续航里程上对用户的使用有很大帮助，在对三电系统的温度调节上也是有着至关重要的影响。一方面，在电池能量密度和充电能力没有突破的时候，选择LYRIQ这种搭载更先进技术，能耗更低的方式反而是增强咱们用户使用体验的更好地选择，同时配合车辆远程控制功能提前开启空调，可以让你这个“凛冬”不再冷！另一方面，LYRIQ强大的热管理系统，带来了电池的安全和生命周期的延长，这无疑是巨大的长期价值和无形的收益。作为凯迪拉克的车主，我认为，LYRIQ会成为电动豪华SUV的杰出代表，也能展现GM在电动化市场的一个决心。这周末，刚好约了老婆，一起去体验下IQ空间。