熱泵讓車輛的氣候控制系統的成本上升了50%，但是捷豹最新車型和電動校車的應用案例表明，如果能改善設計，熱泵產生的效益完全可以彌補這些額外成本。

氣溫低時，搭載了熱泵的純電動汽車是否能以合理的系統成本，既減少顯著的能量損失，又保持座艙的舒適溫暖呢？這個問題在2018年SAE熱管理系統研討會上引發了熱烈討論。盡管針對量產純電動車型的有效解決方案尚未成型，但純電動汽車的熱管理已經取得了重大進步。

如果采用目前通行的熱敏電阻（PTC）加熱的方法，純電動汽車的續航里程在冬季會縮水大約40%。對此，車企普遍表示不滿。根據Hanon Systems在2017年所做的測試，按照50公里通勤距離和30分鐘通勤時間算，如果座艙已經預熱完畢，那么一個簡易的制冷劑循環余熱收集回路從電子元件、電機和電池包中采集的熱量，對座艙制熱而言已經足夠了。

Hanon的研究表明，這種回路設計的經濟效益和效率都遠遠高出熱泵。盡管如此，隨著續航里程更長的純電動汽車進入市場，熱泵還是會占有一席之地。尤其是對于將由柴油轉為電力驅動的校車而言，熱泵比制冷劑回路更為合適。

在Jaguar I-Pace中，該圖表顯示了熱泵冷卻操作的優勢，包括四區和雙區（下方的虛線）。

蒸氣注入法

捷豹將于2019年推出的全新I-Pace四驅車型在瑞典阿爾耶普盧格的冬季測試中排名第一，該款車型搭載了一個90千瓦時的電池包，額定續航里程高達240分鐘/384公里。和日產聆風相比，I-Pace著眼于高端市場，定價更加靈活。據稱，該款純電動車型在極寒天氣下的續航里程幾乎不會衰減，其采用的熱泵系統也融入了多項創新設計。

作為此次SAE熱管理研討會的演講嘉賓之一，捷豹路虎熱管理工程師Nilabza Dutta在報告中指出，雖然I-Pace的HVAC系統增加了“30%-50%”的成本，但如果通過增大電池包的尺寸來彌補使用熱敏電阻造成的續航里程損失，成本將上升150-450%，除此之外，電池的充電還將產生80%到300%的額外成本。

因此，捷豹I-Pace選用了熱泵系統，并大力對其進行了優化。首先，HVAC的空氣分配有三種模式：僅駕駛座、駕駛座加副駕、前排加后排。其次，還部署了吸收電子器件熱量的制冷劑回路。為了實現最佳制熱性能，I-Pace搭載了一個注氣式HVAC熱泵系統，不過該系統并不包含目前很多純電動車型所采用的油門啟動式再生制動系統。

去年，電裝在普銳斯Prime插電式混合動力車型上引入了注氣式熱泵，其中包含一個液氣分離器。這種從商用熱泵系統中借鑒而來的設計，在低溫條件下往壓縮機里注入熱蒸氣產熱，有效克服了熱泵在氣溫低至0℃/32℉時因為制冷劑的質量流率降低而失效的問題。

豐田稱，Prime的最低工作溫度是14℉/-10℃。Dutta表示，搭載了吸熱回路的I-Pace系統可以回收高達4.5 千瓦的能量。他在研討會上指出，I-Pace的吸熱回路的功率為0.3千瓦，在0℃（32℉）時，可以從電子器件和電機中分別收集2.5 千瓦和1.9千瓦的能量，凈收益總共為3.8千瓦。當氣溫降到-8℃(18℉)時，制冷劑回路系統也可以收集3.5千瓦的能量。

Hanon的研究表明，捷豹I-Pace的座艙預熱的作用已然十分顯著。如果沒有座艙預熱，熱泵系統只能節約17%的能量。有了座艙預熱后，節能效果高達83%。就算關閉熱泵，搭載了座艙預熱的I-Pace依然能節約49%的能量。其續航里程效益更是令人驚嘆：在零下10℃到0℃（14-32℉）的條件下可以增加30-45公里（18-27公里）。

此外，為了優化續航里程，I-Pace還具備電池控制模塊的空中升級軟件性能。升級軟件和所有Alexa語音控制設備兼容，還能升級車載娛樂系統。

Emerson提出的電動校車將使用兩個獨立的熱泵系統，全年為車廂提供舒適的環境。(ECT)

校車熱泵項目

一年中最熱的幾個月，學校通常是在放暑假，因此校車座艙設計一般重點關注寒冷天氣下的制熱問題，制熱部件一般放置在座椅、駕駛員和階梯下方。在熱能管理研討會上，來自艾默生環境優化技術有限公司的Shawn Vehr表示，有些地區的校車的A/C裝配率大約只有25%。

如果要在校車上部署制冷劑回路，那就要從車頭繞到車尾，線路會拉得很長，這也是為什么很多校車沒有安裝A/C系統。不過，盡管以柴油驅動的校車仍占主導，很多汽車制造商也在著手研發電動校車。對此，Vehr提議采用四季通用的雙電動密閉式注氣熱泵組件。

在3.5℉（零下15.8℃）的高性能測試中，Emerson圖表顯示校車熱泵依然達到標準冷卻需求。

Vehr表示，根據臺架測試結果，對于一輛搭載了600伏特、440千瓦時的電池包的電動客車而言，如果單獨使用熱敏電阻加熱，續航里程會從原先的305英里/488公里降到177英里/283公里，而如果搭載了注氣熱泵系統，續航里程可以維持在230到257英里/368-411公里之間。

該熱泵系統可以按照美國國家運輸安全委員會（NTSB）的標準，把座艙的溫度從0℉提高到68℉（-18℃到20℃）。根據NTSB的規定，熱泵系統應該在30分鐘內將環境溫度從80℉加熱到100℉（27℃到38℃），這比NTSB的降溫標準寬松一些。