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通用汽车电动汽车中包含的热泵可以为它们带来现实世界的续航优势

2022/06/18 10:00
快起步
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通用汽车周一证实,它计划在其所有当前和即将推出的 Ultium 平台电动汽车中采用热泵技术。

其中包括现在交付的悍马 EV和即将到来的凯迪拉克 Lyriq,以及未来几年将推出的更多车型。在它们中,该技术将有助于以有意义的方式回收低水平的废热——使它们更快加速、更快充电和更长的续航里程

该系统基于汽车级热泵,可捕获并回收废热。特斯拉等其他汽车制造商(或丰田,如下图所示)使用的系统一样,通用汽车电动汽车中的系统采用压缩机和蒸发器组件系统以及经过相变的特别选择的制冷剂。物理反应在从气体到液体的过程中释放能量,从而有效地放大了它在此过程中可以清除的任何能量。

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丰田普锐斯 Prime 热泵

额外的钱可以用于机舱加热、低级电气功能,甚至是电池的预处理——可能会将续航里程扩大多达 10%。

根据通用汽车电气化总监 Tim Grewe 的说法,Ultium 平台从一开始就被设想为一种构建块战略,允许像雪佛兰 Blazer EV(和Equinox EV)这样的小型消费电动汽车到大型商用货车。通用汽车声称它可以帮助加快充电和加速并扩大范围。

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2024年雪佛兰Equinox EV预告片

高管们解释说, Ultium 平台策略与当前Bolt EV的热系统有很大不同,因为它使用热泵方法作为整合和简化系统其余部分的一种方式。

即使将较大的 Ultium 模型与 Bolt EV 进行比较,热泵也不会增加质量,该系统的项目经理 Lawrence Ziehr 证实了这一点。“这只是连接系统的一种更智能的方式。”

无需像 Bolt EV 那样增加更多的冷却回路,您可以将驱动单元用作电池的冷却器,并且“不受环境温度环境的影响”,正如 Grewe 所说。Ultium 车辆有一个电阻式冷却液加热器,而 Bolt EV 有两个,而且它还消除了对独立 A/C 压缩机的需求。

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Ultium EV 平台 - GMC Hummer EV

Grewe 建议保持现实世界的效率是该系统的一个优势。当“在非 EPA 循环中平衡乘客舒适度时,这就是该系统真正大放异彩的地方——就像在 45 度高湿度的日子里,您需要除湿然后加热。”对于 Bolt EV,在类似的情况下,一个组件组冷却空气以进行除湿,然后另一个组件用于加热。

举个更令人兴奋的例子,在悍马 EV 的 Watts to Freedom 性能启动模式下,通用汽车需要在油液热交换器的帮助下,让电机磁铁尽可能地冷却,同时让电池预热。

通用汽车也对设计进行了调整,使其能够在极冷的环境下工作——低至 -30 摄氏度的范围——通过稍微加热泵以使过程在这些温度下进行。

通用汽车电动汽车中包含的热泵可以为它们带来现实世界的续航优势

2023 年凯迪拉克 Lyriq 测试

在所有这些问题中,这有点像一个能量输入和能量输出的游戏。通过能够获取除湿释放的能量并将其直接用于加热,Grewe 说,如果投入 1 千瓦时,您可能会从系统中获得 4-6 千瓦时。对于电阻热,最佳潜在收益将接近每 1 千瓦时返还 1 千瓦时。

这是特斯拉的倍增努力——尽管它几年前对汽车的热泵犹豫不决——甚至现在已经开始了。

通用汽车的热泵设计也在电池组的预处理中发挥作用——通常在直流快速充电之前对其进行加热。如果在通用汽车导航应用程序或车载谷歌地图中设置了快速充电目的地,车主将能够手动选择电池预处理,或者车辆将自动选择。通常,升温以便更快地达到峰值充电率。与直觉相反,这样做并不一定会消耗电池电量。Grewe 澄清说,有了这个系统,很多预处理能源只是来自驱动单元的浪费能源。

热量从一个地方转移到另一个地方——中间夹杂着一些物理魔法。它可以产生很大的不同。

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