又是一个冬天。

去年我们做冬季续航测试的时候，电动汽车的主流续航还维持在 500 公里左右。到了 2020 年，NEDC 600 公里已经成为了新的准绳。

在此之上，我们能看到小鹏推出了 NEDC 700+ 公里的 P7，特斯拉推出了 NEDC 668 公里的 Model 3（停产），蔚来也有 NEDC 615 公里的 EC6。甚至 20 万元以下也已经开始普及 600 公里的 NEDC 续航，像是零跑 C11、广汽埃安 V 等。

但同样不能否认的，是电动汽车依然面临严峻的冬季极寒考验。

随着气温的下降，随着温度的下降，电池正极材料活性会明显降低，反映到用户体验就是真实续航近乎「减半」。这是锂电池的先天瑕疵，也是电动黑们的救命稻草。

电动汽车的冬季续航历来是讨论热点，甚至在上周，工业和信息化部副部长辛国斌专门主持召开了「电动汽车低温使用问题研讨会」，强调要高度重视电动汽车低温使用问题。

其实，各大车企和电池厂商一直走在解决冬季续航的路上。

随着电池容量不断增大，电动车的整体续航也在不断提升。到了 NEDC 700+ 的时代，即使在极少数严寒日子里真实续航掉到 60% 标称以下，也能保证 400 公里的出行半径。

而除了增大电池容量之外，最近有另一个逐渐流行起来的名词，也被认为是提升续航里程，甚至是「拯救」冬季续航的神器——热泵空调。最近刚改款的 Model 3 和刚上市的 Model Y，就搭载了热泵空调。

和传统汽车使用的 PTC 空调相比，热泵空调在某些厂商的文案里，号称可以提升 20% 以上的冬季续航。

真的有那么神吗？电动汽车的冬季续航就靠热泵了？

百年前的技术

顾名思义，热泵技术是一种「泵」，专门泵热量的——热泵(Heat Pump)是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置，说白了就是负责搬运热量，但不负责产生热量。

1852 年，开尔文勋爵，著名科学家威廉·汤姆逊（他的爵位也就是热力学单位开尔文的来源）最早提出了「冷冻装置可以用于加热」的观点，并且第一个提出了正式的热泵系统构想，当时他称之为「热量倍增器（Heat Multiplier）」。

我们都知道「水往低处流」的原理，热量也是如此，一般都是从温暖的地方（高位热源）流向寒冷的地方（低位热源），比如你温暖的小手给本篇文章点了「在看」，作者冰冷的心就会融化。

但是，和蒸汽机这种「热机」的工作原理——通过热能获得机械功恰好相反，热泵是通过机械功来转移热能的。所以热泵可以实现「水往高处流」的效果，从低温的地方吸取热量，和我们的水泵某种意义上差不多。

1912 年，瑞士苏黎世首次应用了热泵从河水里抽取热能供暖，从此热泵走上了应用道路。到了 20 世纪 70 年代，热泵的应用已经非常广泛，水源、空气、土壤都成为了热泵抽取热量温暖人类的基质。

热泵吊打 PTC？

大家都夸特斯拉的热泵，但事实上，把热泵拉上车的可不是马斯克。

2013 年，日产发布了第一代聆风 Leaf 的中期改款车型，其中最大的硬件改变，就是采用了热泵空调。Leaf 也成为了第一款搭载热泵空调的汽车。

除此以外，雷诺 ZOE、吉利几何 C、宝马 i3、丰田普锐斯、奥迪 E-Tron、捷豹 i-Pace 等等一大批新能源车型都搭载了热泵空调。

即使是号称「工程魔法」的八向阀 OctaValve，特斯拉也不能邀首创的功。传统热泵空调已经能实现起码四向的热量传输，特斯拉真正的魔法，在于一体铸造+超小体积的八向阀。

车企追捧热泵空调，其中一个很大的原因，在于能耗。

传统的 PTC 热敏空调，其工作原理是消耗热能获得热能，理论上只能极限接近于 1:1，也就是消耗 1kW 能量换取接近 1kW 的热能。像是蔚来搭载在 2018 年 ES8 上面的双 PTC 空调，火力全开时功率甚至超过了 9kW（前排 5.5kW+后排 3.7kW）。

 这里插一句，燃油车使用 PTC 不影响油耗的原因，在于 PTC 需要一个「稳定热源」，热效率较低（45% 以下）的内燃机就很适合。而电动机由于热效率极高，90% 都算低的，因此电动汽车对 PTC 极其不友好。

使用了热泵空调之后，在一般的低温环境下工作效率明显高于 PTC，有的甚至可以节约50%的制暖能耗。这里我们找了一位大众ID.3车主做例子：

由于 ID.3 的热泵需要选配，YouTube 上一位没热泵的 ID.3 车主找来了另一位选配了热泵的同配置车友，两人在 2℃ 左右的慕尼黑跑了一段高速（视频链接请点击阅读原文）。 

在同一空调、动力设置下，同时出发同时到达之后，如上图所示，装配了热泵的 ID.3 跑出了 16.5kWh 的百公里能耗，而没有热泵的 ID.3 则为 17.7kWh，反应在车辆总能耗上的差距约 7%。

优秀的能耗表现，也使市场对热泵给予很高的预期。 

根据国金证券研究所的一份报告，以 2020 年热泵系统 10% 的替代率计算，汽车热泵市场则有超过 16 亿空间，按照 2025 年 30% 渗透率算，市场空间将近 150 亿元。 

热泵不是万能的

如标题所示，热泵也有其局限性。

上文已经提到过，热泵「在一般的低温环境下工作效率明显高于 PTC」。而在零下十几度以下的极寒环境中，热泵的效率会逐渐降低，极端情况甚至会接近于 PTC。

为什么？

这与热泵的原理有关，热泵本质上是从外界「抽取」热量，可以理解成从井里抽水。但在极低的温度下，「抽取热量」的过程会变得很艰难，相当于从一个很深的井里抽水，把水抽上来需要更大的力气，也需要更长的时间。

放映到用户体验上，极寒环境下的热泵，表现就是升温慢、也没省多少电。

所以电动车注定要在极寒地区被判死刑吗？

上图这个大家伙叫做低温热泵，是北欧、我国东北、加拿大人民的冬季贴心小棉袄。

和传统热泵相比，目前的低温热泵可以最低在 -30℃ 的环境下正常快速供暖，并且在 -20℃ 的环境下依然保持较高的制暖能耗比。其工作温度已经覆盖了全球绝大多数居民聚居地，包括我国大部分北方城市的城区。

主流低温热泵的工作原理，是物料的沸点随着压强的降低而降低。低温热泵可以将蒸发室的真空度抽至极高，将制冷剂的沸点保持在 35℃ 左右。制冷剂沸点更低的热泵，可以抽取热量的工作温度也就更低。

根据以上逻辑，一些厂商通过优化压缩机工作环境，实现了更低温下也能工作的热泵。

比如上海威乐、上海日立等，已经推出了支持「喷气增焓」技术的低温热泵。简单地说就是降低压缩机的负载温度，让它可以实现更高的压缩能力和寿命等。

办法总比困难多

但可惜的是，目前喷气增焓距离上车还要期待一段时间。

不过拯救电动车冬季续航的办法还有很多，比如特斯拉将电动机短时间堵转，把热效率暂时降级到汽油机水平，并通过八向阀将热量导流去电池包；家充用户也可以通过保持连接的方式「插电」保温；还有最简单粗暴的 NEDC 破千，续航对半也能开 500 公里，等等。

从 PTC 到热泵，再到蓄势待发的低温热泵，电动汽车的低温适应性正在逐步赶上汽油车。差距还在，但是以肉眼可见的速度缩小。

我们坚定相信，电动车冬天的「随便开」分界线，一定会从长江、黄河，一步步往北进发。

（完）