丰田利用辐射加热器提高EV车舱舒适性

据外媒报道，近年来，汽车原始设备制造商一直在稳步提高电动汽车和插电式混合动力车(PHEV)的行驶里程。但是，只有在理想的热条件下，才能实现其公布的里程。现在的问题是:在现实世界中，当锂离子电池的性能受到极端天气的挑战时，如何达到同样的额定里程？

(来源:丰田)

炎热的夏天使用空调往往会轻微影响电动车的续航里程。在寒冷的冬天，如果在车上安装加热器，电动车的电池寿命会缩短30-40%。在用电动汽车完全取代内燃机动力汽车的道路上，这会造成一定的挑战。到目前为止，为了提高电动汽车的加热性能，已经采取了一些措施，包括电动座椅加热器和电动方向盘加热器。在大多数情况下，制造商使用内置在供暖、通风和空调(HVAC)制冷系统中的热泵。

然而，由于冬季气温低，制冷剂流动缓慢，热泵的性能受到限制。因此，当环境温度降至0°C以下时，有必要改用效率较低的电阻或PTC(正温度系数)加热器。丰田普锐斯Prime PHEV的空调制冷系统集成了液气分离器和气态制冷剂喷射，由静态安装的商用热泵改进而来。这项技术使热泵能够在零下10摄氏度的温度下运行。

丰田首款量产电动车2023 bZ4X上首次使用了辐射供暖系统。

在2022年度全球汽车大会(SAE WCX)上，丰田详细介绍了在普锐斯Prime上测试并安装的辐射加热器。据说该系统可以快速补充车内热量，比其他方法效率更高。这可能表明Prime车型(它也有座椅和方向盘加热器)正被用作解决电动汽车车厢内热量和里程问题的试验台。丰田的测试显示，使用辐射加热器后，油耗降低了5.3%。此外，在进入驾驶舱的两分钟内，驾驶员的舒适度大大提高。

辐射加热采用三种传热方式之一。当辐射加热器打开时，它会在相对较短的距离内发出不可见的红外线，波段较窄。红外波段迅速接触到路径中的物体并使它们变暖。该系统针对普锐斯Prime车内的驾驶员，使驾驶员身体前部温度上升，与覆盖从肩膀到膝盖身体后部的座椅加热器协同工作。另外，方向盘加热器暖手，暖通空调的地板出风口最终为驾驶员的膝盖增加温度，并为身体的其他部位提供一些热量。

座椅和方向盘加热器代表了另一种类型的热传递-热传递，它与温暖的表面直接接触。HVAC依赖于第三种传热方式:热对流。这是通过液体(例如来自发动机或电动车辆电池组和车辆驱动系统的液体冷却系统的冷却剂)向加热波纹管的运动实现的。

在传统的内燃机汽车中，HVAC设计通常是对整个车厢进行加热。这是一个逐渐减缓加热效果的过程，加热时间略长。在Prime测试车辆上，HVAC只为脚和膝盖以下的腿部提供一定量的热量。虽然达到工作温度需要一段时间，但丰田将依靠其他(电)加热器来缩短这一时间段。

Prime车型有内燃机，它的冷却系统也会产生一些热量。但是需要以更快的速度产生更多的热量，尤其是在纯电动模式下。为了填补这个时间空白，丰田在方向盘下的仪表盘上安装了一个电动散热器。(在这一点上，电动车使用的是传统的电暖器，一般是PTC或者电阻式。这种辐射加热器提供即时加热，并且只覆盖很小的面积，因此效率更高。消息人士称，丰田首款纯电动汽车2023 bZ4X将配备这种加热器，可能安装在手套箱下，帮助加热乘客侧。

脚也需要加热。

辐射供暖设计在质数模型中的优势已由……证明搜索。由日本电装公司开发的具有恒温控制的150瓦加热器安装在驾驶员侧。然后，根据环境保护署(EPA)的寒冷城市驾驶(FTP)计划，一名接受过舒适度感知培训的试驾者将在测试舱内进行寒冷天气测试。HVAC设置为自动/22°C，室内温度保持在6.7°C..

相比之下，将HVAC设置在相同的温度，但是减少HVAC空气流量，并且启动辐射加热器以仅加热大腿前部和小腿至脚踝，而不是等待来自HVAC的对流热。按照设计，HVAC只加热膝盖以下的脚和腿来快速预热发动机，主要是利用上面的辐射热。这种额外的功耗被认为是可以忽略的。

在进入车辆并启动所有系统后的两分钟内，驾驶员在装有辐射加热器的测试车辆上除了手臂、头部和脚部之外，基本上处于舒适状态。在没有辐射加热器的测试车上，除了背部和头部，驾驶员的身体大部分仍然处于寒冷状态。启动辐射加热器后的五分钟内，试驾者感觉几乎完全舒适，只有难以温暖的双脚接近但低于舒适水平。

当辐射加热器关闭时，驾驶员全身需要10分钟才能达到舒适水平(不出所料，他的脚略低于舒适水平)。在启动辐射加热器的情况下，10分钟后驾驶员身体各部位都处于舒适状态。经过20分钟的测试，两个系统都能达到完全舒适的水平。

1据外媒报道，近年来，汽车原始设备制造商一直在稳步提高电动汽车和插电式混合动力汽车(PHEV)的行驶里程。但是，只有在理想的热条件下，才能实现其公布的里程。现在的问题是:在现实世界中，当锂离子电池的性能受到极端天气的挑战时，如何达到同样的额定里程？

(来源:丰田)

炎热的夏天使用空调往往会轻微影响电动车的续航里程。在寒冷的冬天，如果在车上安装加热器，电动车的电池寿命会缩短30-40%。在用电动汽车完全取代内燃机动力汽车的道路上，这会造成一定的挑战。到目前为止，为了提高电动汽车的加热性能，已经采取了一些措施，包括电动座椅加热器和电动方向盘加热器。在大多数情况下，制造商使用内置在供暖、通风和空调(HVAC)制冷系统中的热泵。

然而，由于冬季气温低，制冷剂流动缓慢，热泵的性能受到限制。因此，当环境温度降至0°C以下时，有必要改用效率较低的电阻或PTC(正温度系数)加热器。丰田普锐斯Prime PHEV的空调制冷系统集成了液气分离器和气态制冷剂喷射，由静态安装的商用热泵改进而来。这项技术使热泵能够在零下10摄氏度的温度下运行。

丰田首款量产电动车2023 bZ4X上首次使用了辐射供暖系统。

在2022年度全球汽车大会(SAE WCX)上，丰田详细介绍了在普锐斯Prime上测试并安装的辐射加热器。据说该系统可以快速补充车内热量，比其他方法效率更高。这可能表明Prime车型(它也有座椅和方向盘加热器)正被用作解决电动汽车车厢内热量和里程问题的试验台。丰田的测试显示，使用辐射加热器后，油耗降低了5.3%。此外，在进入驾驶舱的两分钟内，驾驶员的舒适度大大提高。

辐射加热采用三种传热方式之一。当辐射加热器打开时，它会在相对较短的距离内发出不可见的红外线，波段较窄。红外波段迅速接触到路径中的物体并使它们变暖。该系统针对普锐斯Prime车内的驾驶员，使驾驶员身体前部温度上升，与覆盖从肩膀到膝盖身体后部的座椅加热器协同工作。此外……打开时，方向盘加热器会暖手，HVAC的地板出风口最终会为驾驶员的膝盖增加温度，并为身体的其他部位提供一些热量。

座椅和方向盘加热器代表了另一种类型的热传递-热传递，它与温暖的表面直接接触。HVAC依赖于第三种传热方式:热对流。这是通过液体(例如来自发动机或电动车辆电池组和车辆驱动系统的液体冷却系统的冷却剂)向加热波纹管的运动实现的。

在传统的内燃机汽车中，HVAC设计通常是对整个车厢进行加热。这是一个逐渐减缓加热效果的过程，加热时间略长。在Prime测试车辆上，HVAC只为脚和膝盖以下的腿部提供一定量的热量。虽然达到工作温度需要一段时间，但丰田将依靠其他(电)加热器来缩短这一时间段。

Prime车型有内燃机，它的冷却系统也会产生一些热量。但是需要以更快的速度产生更多的热量，尤其是在纯电动模式下。为了填补这个时间空白，丰田在方向盘下的仪表盘上安装了一个电动散热器。(在这一点上，电动车使用的是传统的电暖器，一般是PTC或者电阻式。这种辐射加热器提供即时加热，并且只覆盖很小的面积，因此效率更高。消息人士称，丰田首款纯电动汽车2023 bZ4X将配备这种加热器，可能安装在手套箱下，帮助加热乘客侧。

脚也需要加热。

研究证明了辐射供暖设计在质数模型中的优势。由日本电装公司开发的具有恒温控制的150瓦加热器安装在驾驶员侧。然后，根据环境保护署(EPA)的寒冷城市驾驶(FTP)计划，一名接受过舒适度感知培训的试驾者将在测试舱内进行寒冷天气测试。HVAC设置为自动/22°C，室内温度保持在6.7°C..

相比之下，将HVAC设置在相同的温度，但是减少HVAC空气流量，并且启动辐射加热器以仅加热大腿前部和小腿至脚踝，而不是等待来自HVAC的对流热。按照设计，HVAC只加热膝盖以下的脚和腿来快速预热发动机，主要是利用上面的辐射热。这种额外的功耗被认为是可以忽略的。

在进入车辆并启动所有系统后的两分钟内，驾驶员在装有辐射加热器的测试车辆上除了手臂、头部和脚部之外，基本上处于舒适状态。在没有辐射加热器的测试车上，除了背部和头部，驾驶员的身体大部分仍然处于寒冷状态。启动辐射加热器后的五分钟内，试驾者感觉几乎完全舒适，只有难以温暖的双脚接近但低于舒适水平。

当辐射加热器关闭时，驾驶员全身需要10分钟才能达到舒适水平(不出所料，他的脚略低于舒适水平)。在启动辐射加热器的情况下，10分钟后驾驶员身体各部位都处于舒适状态。经过20分钟的测试，两个系统都能达到完全舒适的水平。

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