電動汽車為什麼不用空調製熱，而是用電加熱？
空調製熱效率不是比電熱絲加熱高嗎。為什麼電動車不配冷暖空調，而只配單冷空調，制熱靠電熱絲？
首先並不是沒有，已知的採用熱泵技術（或可選配）的純電動汽車有：日產Leaf，寶馬i3，奧迪e-tron，大眾e-Golf，捷豹I-PACE等，國內有榮威Ei5，榮威MARVEL X，蔚來ES6。其中日產Leaf早在2013年就配備了熱泵制熱。一輛車的空間看似狹小，冬季維持車廂和電池適宜溫度所需的能耗可不小，是純電動車普及需要解決的一個大問題。
其次，電動汽車熱泵技術目前並不完美，有不少挑戰和問題需要解決，這也是為什麼目前還有很多純電動車沒有配備熱泵而是僅使用電熱元件加熱的原因。感興趣可以移到下面看更多細節。
儘管如此，相信以後也會有越來越多的純電動車配備熱泵系統，這是趨勢。不過普遍認為還是會有電熱元件加熱作為輔助。
和燃油車不同，由於沒有了來自發動機的熱量，純電動汽車冬季需要額外的加熱系統來維持車廂內以及電池的適宜溫度。冬季續航衰減問題，是很多人目前階段不願選擇純電動車的一個重要原因。最簡單的電熱元件（PTC heater）雖然便宜可靠（不計熱量損失的話，1kW的電能制1kW的熱），但造成的冬季純電動車續航減少可達50%，影響相當之大。有些純電動車車企選擇了為寒冷地區用戶提供加裝小型燃料燃燒取暖系統的選項，雖然務實，但是違背了純電動車（作為一個子系統）零排放的一貫口號，說出去著實不好聽。相比而言，熱泵技術在不增加汽車這個子系統排放的同時，對目前的汽車空調系統做有限的改動，可以提供比電熱元件更高效的制熱（從空氣中吸熱），對純電動汽車來說有巨大的吸引力。
熱泵制熱本質上和空調製冷是同樣的原理。不同在於空調是通過製冷劑在蒸發器蒸發從室/艙內環境吸熱，再把吸走的熱量以及壓縮機做的功一起通過製冷劑在冷凝器的冷凝向室/艙外環境排出；而熱泵則反之，從室/艙外環境吸熱，向室/艙內放出吸取的熱量以及壓縮機做的功。正常情況下，熱泵制熱量一定大於壓縮機用電量，因此比電熱元件更節能。由於吸熱放熱位置的顛倒，在普通汽車空調系統的基礎上，熱泵的實現需要額外的改動。
在家用空調熱泵中，通過四通閥可以決定壓縮機排氣口和進氣口是通向室外換熱器還是室內換熱器，實現循環製冷劑流向的逆轉和製冷制熱的切換：
然而，適用於家用空調的四通閥到了汽車充滿振動的環境中，可靠性很難得到保證；膨脹閥通常只能在單一方向使用，而且製冷制熱模式需要的膨脹閥開度也會不同；由於製冷劑的逆轉製冷制熱的切換，換熱器的設計也需要進一步優化來達到更高的效率。針對以上問題，日本電裝的設計如下：
- 使用多個膨脹閥，旁通閥和三通閥，來取代四通閥和單個膨脹閥。
- 各一個蒸發器一個冷凝器分別用於製冷和制熱。
這套設計應用在了日產Leaf上面。
目前熱泵在純電動車上的應用目前面臨的主要待解決問題有：
- 成本。各種額外的控制閥，膨脹閥，管路，換熱器顯著提高了成本。通過特殊的設計使得不同部件可以整合在一起，或者在制熱製冷兩種模式可以重複使用，是降低成本的可能方向。
- 蒸發器空氣側結霜和除霜。在環境溫度較低的時候，製冷劑和蒸發器表面溫度會低於0度，使得空氣中的水分在蒸發器空氣側結霜，就像冰箱一樣。結霜會堵塞蒸發器，使得空氣流量下降換熱效率降低，進而降低了熱泵運行效率，因此熱泵需要時不時進行除霜。如何「安靜」地進行除霜而不影響用戶舒適度，何時開始除霜，何時終止除霜重新開始熱泵制熱，都是研究熱點。熱泵除霜時，有電加熱的輔助對用戶體驗相當有益。
- 低溫環境下熱泵制熱量降低，效率降低，制熱需求卻隨著溫差加大上升，導致制熱量不足。更需要熱量的時候，可能是熱泵表現變差的時候，也是個大問題。極端環境下，使用電熱元件加熱（基本無視環境影響）可能更加合適。
- 系統在制熱和製冷模式下的製冷劑最佳充足量有差異，不加處理，熱泵或者空調性能會達不到最優。
- 系統切換時的flash fogging。對於兩換熱器系統，當製冷切換為制熱模式時，蒸發器上積累的水會在制熱模式時迅速被蒸發，暖濕空氣進入艙內接觸到溫度較低的玻璃時便會冷凝嚴重影響駕駛員視線。上邊介紹的電裝設計可以有效避免這個問題。
- 常用製冷劑低溫條件下飽和壓強過低。會有低於大氣壓的危險，導致空氣進入空調系統；壓縮機效率下降。
- 。。。。
有很多工作可以做，需要做，包括新的系統設計，部件設計，新的製冷劑使用（比如二氧化碳）等等。熱泵和電熱元件很可能最後是並存相輔相成的。沒有說上述哪個問題是完全無解的，需要的是一個好的方案能夠以可以接受的成本達到儘可能高的性能。
參考資料：
Feng, L. (2015). Experimental study of reversible AC/HP system for electric vehicles.
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首先題主這個問題描述其實並不準確，應該是電動車制熱為什麼不能用普通汽車空調而普遍使用電加熱器。其次許多市場上的主流電動車型，如：大眾e-Golf，寶馬i3， 日產Leaf，榮威Ei5，榮威Marvel X等都使用特殊汽車空調-熱泵空調來主要制熱，電加熱器作為輔助制熱。試驗表明，熱泵空調的確是解決電動車冬季續航里程的有效方案！冬季使用熱泵空調製熱與使用PTC制熱相比最大可降低60%能耗，最大帶來25%左右的冬季續航里程增加！
熱泵空調到底是何方神聖有這麼大的本事？Cao sir從三個方面為知友扒開熱泵空調神祕內衣，不！神祕外衣,深度解讀這種對電動車發展具有里程碑意義的熱泵空調到底是怎麼回事。
- 何為熱泵空調？熱泵空調與傳統燃油車空調有什麼區別？
- 熱泵空調比電加熱器優勢在哪裡？
- 加熱器電動車纔有的新鮮玩意麼？
一、何為熱泵空調？熱泵空調與傳統燃油車空調有什麼區別？
傳統燃油車汽車空調的製冷基本原理是利用壓縮機將低壓氣態製冷劑轉化成高壓氣態製冷劑，經過冷凝器釋放熱量後變成高壓液態製冷劑，並通過膨脹閥以後變成低壓液態製冷劑，在蒸發器中吸熱變成低壓氣態製冷劑回到壓縮機中，而蒸發器吸熱造成的局部低溫通過鼓風機將冷風吹入乘客艙內。簡單總結就是一句話，利用蒸吸熱原理造成局部低溫區域，吹入乘客艙中。
而制熱基本原理則更加簡單粗暴，引入發動機冷卻液進入空調暖風芯體，再通過鼓風機將熱風吹入乘客艙內。所以cao sir在這裡告訴大家一個小訣竅，冬季開車，不打開A/C按鍵也可以吹熱風，而且對油耗無影響。
熱泵顧名思義就是把外界的低溫熱量泵到相對高溫的乘客艙裏。咦，聽起來似乎違反熱力學第二定律？其實並沒有！在上面空調製冷原理裡面，高壓氣體在冷凝器裏液化成高壓液體過程中釋放出大量熱量。如何利用這部分熱量？工程師們很聰明地利用換向閥改變製冷劑流向，使得蒸發器在反向循環中充當冷凝器放熱，在此過程中，相當於通過消耗小部分電能將外界大量熱量泵進乘客艙內，所以稱之為熱泵。
其實熱泵空調並不是新鮮玩意，其在家居市場有著很成熟的應用，典型代表是熱水器中的貴族-空氣能熱水器，由於用少量的電可以從空氣中獲得大量熱量，所以宣傳標語總是醒目寫著的「節能環保」四個大字。
讀到這裡，愛思考的你肯定會問，室外零下幾十度的話也有熱量泵進艙內嗎？是的，即使是零下幾十度的溫度下還是存在熱量的，有熱量就可以被搬運。
二、熱泵空調比電加熱器優勢在哪裡？
空調中將製冷(熱)循環中產生的製冷(熱)量與製冷(熱)所耗電功率之比稱之為制熱能效比（COP）。電加熱器（PTC）是一種半導體發熱陶瓷，當外界溫度降低，PTC的電阻值隨之減小，在電壓導通下產生電流，電流通過電阻產生熱量，因此其COP最大值不超過1，也就是說1KW電量最多可產生1KW熱量。根據統計，當冬季行駛打開基於電加熱器的空調製熱功能時，至少三分之一甚至接近一半的電量都用於制熱，因此電動車冬季續航里程大大受到影響。
而熱泵空調則利用了蒸發吸熱，液化放熱的熱力學原理，利用低沸點的製冷劑將環境中的熱量帶入到乘客艙中，乘客艙得到的熱量為消耗的電能與吸收的低位熱能之和，因此其制熱係數COP（（吸收的低位熱能+消耗電能）/消耗電能）一定大於1。據統計熱泵效能係數比PTC加熱高出2-3倍，可以有效延長10%以上的續航里程。以最近新浪汽車發起的冬季真實續航大PK比賽為例，挑選市場上比較具有代表性的四款電動車型參加：榮威Ei5、比亞迪秦PRO、北汽EU5、吉利帝豪GSE，它們電池容量十分接近，均在53度電左右，其中前三款車的官方續航里程也幾乎完全相同，模擬正常冬季用車環境，最終搭載熱泵技術的榮威Ei5以高出對手13%左右續航里程的成績拿下PK賽冠軍。
既然熱泵對電動車續航里程來說優勢這麼明顯，那麼問題來了，為啥大多數廠家不用熱泵而是使用電加熱器呢。成本！成本！成本！重要的事情說三遍。以寶馬i3為例，其熱泵系統包含了熱泵控制器、製冷劑溫度感測器和壓力-溫度感測器、製冷劑截止閥、電控膨脹閥（EXV）、儲液乾燥器、熱泵換熱器等組成。整體下來熱泵空調要比傳統汽車空調增加近1000元左右的成本。在大部分以賺國家補貼為目的的廠家面前有幾家車企願意上這麼貴重的玩意呢？
三、電加熱器電動車纔有的新鮮玩意麼？
答案為否，在許多傳統燃油豪華車上，早就使用低壓PTC（額定工作電壓12V）作為車輛冬季剛啟動時，發動機水溫沒上來之前，空調快速制熱的電輔助設備。以cao sir最近試駕了2019款奧迪A6L，對其低溫啟動時空調快速暖風功能印象深刻，真乃北方車主的冬季福音，居家旅行必備之良藥！
需要指出的是，由於熱泵系統在制熱模式時，車外換熱器作為蒸發器使用，需要吸收外界環境的熱量，當車外溫度較低時，或者車外換熱器溫度與外界環境溫度接近時，車外換熱器則不能有效地從外界環境吸收熱量，導致系統無法繼續運行。另外，當車外溫度較低時，如果空氣中含有較多水分，則空氣中的水分會在車外換熱器表面結霜，結霜後的車外換熱器也不能再從外界環境有效地吸收熱量，導致熱泵空調無法繼續提供製熱功能。所以一般熱泵系統在－10℃以下便無法正常工作。因此車企們的主流技術方案仍然是熱泵與PTC加熱共同使用，在環境溫度過低熱泵無法工作時，啟動PTC作為備用熱源，但是隨著低溫熱泵技術的不斷突破，PTC加熱器漸漸地被熱泵空調所取代是必然趨勢！
如果您覺得cao sir的回答有一點幫助，請不吝給個贊！謝謝~
其實，在北方，冬天熱泵也是不靠譜的。不管是車載還是家用。
家用空調是要開電輔熱的。
這是空調技術的限制。
你看到的電動車都是比較便宜的，簡配產品。
電阻絲製熱很簡單，在北方地區也能達到效果。缺點就是高電能消耗。
真正中高檔電動車，會使用高級熱泵制熱。比如採用谷輪噴氣增焓型的壓縮機。而且會引入電池電機的廢熱作為輔助。這需要預算成本上升，和設計能力支持。
或許，消費者可以用電動車的空調是什麼設備的，來判斷這種車是不是值得購買。因為電阻絲實在是太費電了，考慮到電池的價格，僅靠電阻絲供熱，這種設計是一種巨大的浪費。
是不是，再問為什麼，這不是知乎的規矩麼？
本位面的地球，第一臺熱泵取暖的電動車，是1997年的RAV4EV
今年是2019年，那是22年前了……
什麼，你問為什麼不用？
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