全新HVAC（暖通空調(diào)）技術(shù)助力豐田解決電動(dòng)汽車(chē)車(chē)廂供暖與續(xù)航的兩難問(wèn)題。OEM一直都在穩(wěn)定提升電動(dòng)汽車(chē)（EV）和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)（PHEV）的續(xù)航里程，但其聲稱(chēng)的續(xù)航里程都是在理想的氣溫條件下實(shí)現(xiàn)的。難題在于在現(xiàn)實(shí)的氣候條件下，即影響鋰電池組性能的極端氣溫下，是否還能達(dá)到相同的續(xù)航里程。雖然在炎炎夏日使用空調(diào)也會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航略有下降，但到了寒冷的冬季，如果車(chē)內(nèi)安裝了供暖器，電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航將縮短30-40%之多。這一點(diǎn)始終考驗(yàn)著電動(dòng)汽車(chē)是否能完全取代內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)。目前為止，為了改善電動(dòng)汽車(chē)的供暖性能而采取的措施包括使用電動(dòng)座椅加熱、方向盤(pán)加熱，以及在大多數(shù)情況下采用的HVAC制冷系統(tǒng)中的內(nèi)置熱泵。然而，冬季溫度較低，制冷劑流動(dòng)變慢，熱泵性能受到限制。因此，當(dāng)環(huán)境溫度低于0℃（32℉）時(shí)，必須改用效率較低的電阻式或PTC加熱器。豐田普銳斯Prime插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的空調(diào)制冷系統(tǒng)集成了液氣分離器與氣態(tài)制冷劑噴射系統(tǒng)，改進(jìn)了靜態(tài)安裝的商用熱泵的性能，使熱泵可在低至零下10°C（14°F）的溫度下運(yùn)行。
在bZ4X上首次嘗試

HVAC使得燃油消耗減少。使用新型輻射電加熱器的PHEV總油耗降低了5.3%。（豐田）

在2022年SAE全球汽車(chē)年會(huì)（SAE WCX）上，豐田詳細(xì)介紹了在普銳斯Prime上測(cè)試安裝的輻射電加熱器。據(jù)稱(chēng)，該系統(tǒng)能夠快速補(bǔ)充車(chē)內(nèi)供暖，且效率高于其它方法。這或許表明，同時(shí)裝有座椅和方向盤(pán)加熱的Prime正被用作解決電動(dòng)汽車(chē)車(chē)廂供暖與續(xù)航兩難問(wèn)題的試驗(yàn)臺(tái)。豐田的測(cè)試顯示，使用輻射加熱系統(tǒng)可降低5.3%的油耗，且可在駕駛員進(jìn)入駕駛艙后兩分鐘內(nèi)極大提高其舒適度。

輻射加熱系統(tǒng)采用三種熱傳遞方式之一的熱輻射。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，一個(gè)輻射加熱器將在相對(duì)較短的距離內(nèi)發(fā)射不可見(jiàn)的窄頻紅外線。 紅外線波段快速接觸其路徑中的物體并加熱它們。該系統(tǒng)針對(duì)普銳斯Prime車(chē)內(nèi)的駕駛員而設(shè)計(jì)，能夠與座椅加熱協(xié)同工作，能夠覆蓋肩膀、膝蓋以及身體背部，為駕駛員供暖。同時(shí)，方向盤(pán)加熱能夠暖手。最后，HVAC的地板出風(fēng)口為駕駛員的膝蓋到腳部以及身體的其他部分供暖。

座椅和方向盤(pán)加熱代表了另一種熱傳遞類(lèi)型——熱傳導(dǎo)，即通過(guò)與溫暖的表面直接接觸實(shí)現(xiàn)的熱傳遞。HVAC則利用第三種熱傳遞類(lèi)型——熱對(duì)流，即通過(guò)液體（如來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)汽車(chē)電池組和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的液冷循環(huán)中的冷卻液）流動(dòng)傳遞到加熱器的內(nèi)芯。

在傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)中，HVAC通常針對(duì)整個(gè)車(chē)廂的供暖而設(shè)計(jì)，加熱過(guò)程循序漸進(jìn)，需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能使整個(gè)車(chē)廂變暖。而在Prime測(cè)試車(chē)上，HVAC只需要為腳部及膝蓋以下的小腿部分提供一定熱量，雖然仍需一定時(shí)間才能達(dá)到工作溫度，但豐田可利用其他（電動(dòng)）加熱器填補(bǔ)。

Prime 如何使用不同類(lèi)型的加熱裝置來(lái)為主駕的駕駛員供暖。 （豐田）

Prime搭載了一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)，其冷卻系統(tǒng)也會(huì)產(chǎn)生一些熱量，但車(chē)廂需要以更快的速度產(chǎn)生更多的熱量，尤其是在純電動(dòng)模式下。為了填補(bǔ)這一時(shí)間差，豐田在方向盤(pán)下方安裝了輻射電加熱器，并證實(shí)了其效用。通常情況下，電動(dòng)汽車(chē)會(huì)使用傳統(tǒng)的電加熱器，一般為PTC或電阻式。但豐田的輻射電加熱器能夠產(chǎn)生即時(shí)熱量，且只覆蓋一小塊區(qū)域，因此供暖效率更高。

據(jù)消息人士透露，豐田的首款純電動(dòng)汽車(chē)2023款bZ4X將搭載此加熱器，可能安裝于手套箱下方，以輔助乘客側(cè)供暖。

腳也要保暖輻射加熱設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)已在Prime上得到研究證實(shí)，其駕駛員側(cè)安裝的是由日本電裝（Denso）開(kāi)發(fā)的恒溫控制150瓦加熱器。寒冷天氣測(cè)試是由一名經(jīng)過(guò)舒適水平感知培訓(xùn)的測(cè)試駕駛員在符合EPA Cold FTP駕駛規(guī)則的試驗(yàn)艙內(nèi)進(jìn)行。HVAC設(shè)置為自動(dòng)/22°C（72℉），試驗(yàn)艙溫度保持在6.7°C（19.9℉）。
比較對(duì)象是設(shè)置為相同溫度但減少空氣流通功能的HVAC，并且僅開(kāi)啟對(duì)大腿前部和小腿到腳踝部位的輻射加熱，而不是等待來(lái)HVAC的對(duì)流熱量。根據(jù)設(shè)計(jì)，HVAC僅針對(duì)腳部和膝蓋以下的腿部供暖，這樣不僅可以快速預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)，并且可以利用發(fā)動(dòng)機(jī)上方的輻射熱。這樣，額外消耗的電力可以認(rèn)為是微不足道的。

基礎(chǔ)配置與加裝輻射電加熱器的2分鐘舒適度比較（豐田）

5分鐘舒適度（豐田）

駕駛員進(jìn)入車(chē)輛并啟動(dòng)所有系統(tǒng)后兩分鐘內(nèi)，在安裝了輻射加熱器的測(cè)試汽車(chē)上，駕駛員除了手臂、頭和腳外，基本處于舒適狀態(tài)。而在未安裝輻射加熱器的測(cè)試汽車(chē)上，駕駛員的身體除了背部和頭部，大部分仍處于寒冷狀態(tài)。在啟動(dòng)輻射加熱后五分鐘，駕駛員基本感到溫暖舒適，只有腳部難以取暖，相對(duì)不足。

10分鐘舒適度（豐田）

在關(guān)閉輻射加熱的情況下，駕駛員的整個(gè)身體需要10分鐘才能勉強(qiáng)達(dá)到舒適水平（不出所料，雙腳略低于舒適水平）。而在啟動(dòng)輻射加熱的情況下，駕駛員的身體在10分鐘后處在舒適狀態(tài)。在測(cè)試開(kāi)始20分鐘后，兩種系統(tǒng)都能夠達(dá)到完全舒適的水平。