如何在电动车中“抛弃”PTC？特斯拉做得最好。
第一部分？热泵系统的局限性
目前所有新能源汽车的空调系统主要有制冷功能和制热功能，制冷基本采用电压缩制冷。供暖方案主要包括？PTC(液体/空气)和热泵系统。热泵是一种将热能从低位热源转移到高位热源的装置。蒸发器和冷凝器的功能互换，以改变传热方向。热泵系统的类型主要有直接热泵空调系统、间接热泵空调系统和送风增焓的直接热泵空调系统。低温的局限性一是室外换热器结霜，二是COP制热能效比与环境温度(制冷/制热循环中产生的制冷/制热量与制冷/制热量消耗的功率之比)强相关。行业内的方向是制冷剂和辅助措施的变化，如下图所示。
图1？现有电动汽车空调系统中热泵与+PTC的结合
第二部分？特斯拉的方法
特斯拉在设计中取消了高压PTC(Model 3上取消了水热PTC)，而在Model？y配备了集成在空调系统鼓风机中的低压PTC。车辆热泵系统包括压缩机、机舱冷凝器、机舱蒸发器、机舱鼓风机和冷却器，集成了电池系统、电力电子PCS+驱动系统和整车的系统回路。
整个物理结构如下图所示:
图二？特斯拉模型？y的实践
如下图，特斯拉放12V？PTC也是热泵系统的一个补充拼图，从产热的成本和功率来看，完全是一片绿叶。
图三？模特？y氏热泵系统
在这个系统中，我很惊讶特斯拉设定的工作模式，是根据外部参数设定的，整个系统很复杂。如下图所示，特斯拉划分了12种工作模式:
表1？车辆热管理系统的工作模式
但是，内核是根据环境温度和电池温度来划分的，如下图所示:
●?COP=1:热泵系统不工作，主要是在环境温度很低(-20℃)的时候。这里采用了一种特殊的方式。按照之前的处理方法，驱动系统堵塞，改变压缩机的控制算法，用一个电机做加热器。(那个？控制？电子？梅？控制？那个？压缩机？去哪？操作？在？答？有损？mode？在？哪个？那个？压缩机？生成？热量)
●?COP=1~2:当温度范围从-10℃到10℃时，将启动混合模式，当热量从12V？PTC，然后是部分自热泵。
●?COP & gt& gt1:这是热泵的高效区，此时热泵系统是最主要的供热方式。
图4？热泵COP的划分有不同的模式。
其实这些12模式都是车辆自己操作的。主要输入参数包括车主需要行驶的目的地和路线、环境(温度)、天气(湿度)、车辆内部参数(包括电池SOC、Soh和热管理的运行参数)等。这是一个非常微妙的过程，在实验验证环境中可能会有不同的工作模式和需求定义和划分。其实可能不止这些，也可能简化到一定程度。这种做法只能在计算能力高的上位控制器中进行，然后一条一条的下发命令。
图5？热泵1的工作模式
图6？热泵2的工作模式
而之前的电机余热加热模式，其实是存在于上述特定模式中的，也就是压缩机的使用也被迁移，进入了高损耗模式。我觉得特斯拉对零部件使用方式的渗透，真的是把零部件厂商逼到墙角了。你只需要懂硬件设计制造？怎么都行。不用担心怎么用。我会做的。遵循基本保修和寿命条款，后续处理会根据软件的实践进行调整。
图7？在几种模式下，压缩机变成了加热器。
总结:
我觉得从几个方面来说，特斯拉改变了软件和硬件的关系，改变了车企和供应商的关系，改变了车企内部不同系统设计的协作理念，而这种新的组织方式是传统车企短期内很难跟上的。
作者简介:朱玉龙，电动汽车三电系统与汽车电子高级工程师，《汽车电子硬件设计》作者。
图|朱玉龙？网络及相关截图
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