現在、多くの電気自動車はヒートポンプ暖房を使用し始めています。原理はエアコン暖房と同じであり、電気エネルギーは熱を生成する必要はなく、熱を伝達します。消費される電力の一部が熱エネルギーの複数の部分を伝達できるため、PTC ヒーターよりも電力を節約できます。
ヒートポンプ技術とエアコンの冷凍は熱を伝達しますが、電気自動車の暖房用空気消費量は依然としてエアコンよりも多いのはなぜでしょうか?実際、この問題には 2 つの根本原因があります。
1、温度差を調整する必要がある
人間の体が快適と感じる温度を25℃、夏の車外温度を40℃、冬の車外温度を0℃とする。
夏に車内の温度を25℃に下げたい場合、エアコンが調整する必要がある温度差はわずか15℃であることは明らかです。冬にはエアコンが車内を25℃まで温めたいため、温度差を25℃まで調整する必要があり、作業負荷が大幅に増加し、当然消費電力も増加します。
2、熱伝達効率が異なります
エアコンON時の熱伝達効率が高い
夏には、カーエアコンは車内の熱を車外に伝え、車内を涼しくする役割を果たします。
エアコンが効くと、コンプレッサーは冷媒を圧縮して高圧ガスを生成します約70℃になり、前面のコンデンサーに到達します。ここで、エアコンのファンによって空気が凝縮器を流れることで冷媒の熱が奪われ、冷媒の温度は約40℃まで下がり、高圧の液体となります。次に、液体冷媒は小さな穴からセンターコンソールの下にある蒸発器に噴霧され、そこで蒸発して多量の熱を吸収し、最終的にガスとなって次のサイクルのコンプレッサーに入ります。
冷媒が車外に放出されるとき、周囲温度は40℃、冷媒温度は70℃となり、その温度差は30℃にもなります。車内で冷媒が熱を吸収するときの温度は0℃より低くなり、車内の空気との温度差も非常に大きくなります。車内の冷媒の吸熱効率と、環境と車外の放熱との温度差が非常に大きいため、それぞれの吸熱または放熱の効率が高くなることがわかります。より多くの電力が節約されます。
温風ON時の熱伝達効率が低い
温風をオンにすると、冷凍とはまったく逆の状態となり、高温高圧に圧縮されたガス状の冷媒がまず車内の熱交換器に入り、そこで熱が放出されます。熱が放出された後、冷媒は液体になり、前面熱交換器に流れて蒸発し、周囲の熱を吸収します。
冬は気温自体が非常に低いため、熱交換効率を向上させたい場合、冷媒は蒸発温度を下げることしかできません。たとえば、温度が摂氏 0 度の場合、冷媒が環境から十分な熱を吸収するには、摂氏 0 度未満で蒸発する必要があります。これにより、寒いときに空気中の水蒸気が霜となって熱交換器の表面に付着し、熱交換効率が低下するだけでなく、霜がひどい場合には熱交換器が完全に閉塞してしまうため、冷媒は環境から熱を吸収できません。現時点では、空調システム霜取りモードのみに入ることができ、圧縮された高温高圧の冷媒が再び車外に輸送され、その熱を利用して再び霜を溶かします。これでは熱交換効率が大幅に低下し、当然消費電力も高くなります。
したがって、冬に気温が低いほど、電気自動車は温風をオンにすることが多くなります。冬には気温が低いため、バッテリーの活動が低下し、航続距離の低下がさらに顕著になります。
投稿日時: 2024 年 3 月 9 日