戴恩乾 易丰收 穆景阳 刘旗

（1.空调国际（上海）有限公司，上海 201108；2.奥特佳新能源科技股份有限公司，南京 211111）

1 前言

电动汽车在冬季续驶里程衰减严重，除电池因素外，热管理系统在低温下效率低也是重要原因之一。 正温度系数（Positive Temperature Coefficient，PTC）电加热器具有发热量高、升温速率快、控制简单等特点[1]，曾经是应用最广泛的制热方式，但基于电-热效率的原理，其采暖效率永远小于100%，严重削减冬季的续驶里程，据美国汽车工程师学会（Society of Automotive Engineers，SAE）的研究，冬季采暖工况PTC 加热器制热约占整车能源消耗的33%[2]。热泵可以将低品位热能转化为高品位热能，获得200%～300%的采暖效率，应用于电动汽车能够大幅降低能耗，提高续驶里程[3]。但热泵在低温（＜-10 ℃）条件下制热量不足，故目前在售车型基本均搭载热泵系统，却仍无法取消PTC 加热器。

PTC 加热器的替代路径主要有性能系数（Coefficient of Performance，COP）＞1 的补气增焓和COP＜1 的热气旁通2 种。补气增焓技术可扩大热泵系统的运行温度区间，王超等[4]研究表明，补气增焓技术在-15 ℃环境温度下制热量可提升约20%。刘旗等[5]开发了电动汽车用带中间换热器的补气增焓热泵空调系统，该系统可有效拓宽热泵在低温环境下的适用范围，台架测试结果表明，该系统制热功耗降低了2 169 W，整车续驶里程提升了16.9%。刘明康等[6]验证了补气增焓热泵在低温下的制热性能，-20 ℃时制热量达到2.56 kW，COP 达到1.88。热气旁通是指制冷系统压缩机排气管和蒸发器与膨胀阀之间设置的旁通管路，已应用于家用、商用空调的除霜过程[7-8]。特斯拉（Tesla）[9]提出了一种含热气旁通支路的电动汽车热泵系统，该支路直接连通压缩机排气管和吸气管，能够实现压缩机电功制热。……