每到冬季,北方電動汽車的續(xù)航問題就會被重新提起。而每年的新款車型都逃不過冬季續(xù)航測試這個命運(yùn)。不過今天EV君不為您做測試,坐下來和您聊幾個冬季低溫影響純電動車?yán)m(xù)航因素,相信在了解了這些原因之后,您就知道冬季的電動車?yán)m(xù)航為什么這么“慘”了,而且當(dāng)您了解了這些原因后,對于純電動車的冬季續(xù)航和測試會有一個全新看法。
在北京,冬季低溫可能會到零下15度左右。大部分純電動車實(shí)際的續(xù)航水平都在NEDC綜合工況續(xù)航的5-7折之間。雖說中國電動汽車已經(jīng)發(fā)展了10多年,但電動汽車冬季續(xù)航衰減的問題仍然沒有解決,而且根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)以及廠商公布的短期內(nèi)可搭載的技術(shù)同樣無法解決電動汽車冬季低溫續(xù)航衰減的問題,下面我們就來說說為什么。
電池物理特性沒有顛覆性改變 低溫容量衰減是必然
電動汽車低溫下的續(xù)航減少,最主要的就是電池自身的原因,從技術(shù)的角度來說,動力電池是通過鋰離子在電解液中轉(zhuǎn)移和正負(fù)極中嵌入、脫嵌來實(shí)現(xiàn)充放電。低溫狀態(tài)下,電池正負(fù)極材料活性差和內(nèi)部電解液導(dǎo)電能力下降,內(nèi)阻增大,工作電流就變小等原因,導(dǎo)致動力電池可用容量的衰減。
關(guān)于電池容量具體衰減多少要看具體的溫度。我們以目前市場中常用的三元鋰電池來舉例,在25攝氏度下,該溫度是鋰電池最適宜的溫度環(huán)境。例如您的車輛動力電池容量是50度,那么在25攝氏度下,當(dāng)充滿電后,其可儲存的電量可以達(dá)到50度。
不過隨著氣溫的降低,三元鋰電池的容量會隨之減少,當(dāng)溫度降低至零下時,電池的性能就會受到很大影響。根據(jù)相關(guān)測試機(jī)構(gòu)檢測,當(dāng)三元鋰電池在零下20攝氏度的環(huán)境下時,其容量只有25攝氏度時的百分之70%左右,甚至更低。就相當(dāng)于您充滿電,電池溫度降低到零下20攝氏度,容量直接減少了30%。因此容量50度的電池,雖然表顯充滿了可實(shí)際只有35度電。
雖然你將車的電量充滿,車輛也顯示的滿電續(xù)航,但是實(shí)際行駛過程中表顯續(xù)航就會特別虛,即使在沒有用電設(shè)備的情況下正常行駛,續(xù)航最少也要打個七八折左右。
以上是三元鋰電池,而注重耐高溫性能的磷酸鐵鋰電池在低溫下的表現(xiàn)就更不樂觀了。相關(guān)測試機(jī)構(gòu)檢測,磷酸鐵鋰材料電池在零下25攝氏度時的容量只有25攝氏度時的55%左右,反應(yīng)到實(shí)際續(xù)航上同樣會減少55%左右,減少衰減程度比三元鋰電池要更多。因此相同續(xù)航的兩款車型,磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池在低溫下,理論上磷酸鐵鋰?yán)m(xù)航更短,三元鋰?yán)m(xù)航會稍好一些。
關(guān)于磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池指的是兩種電池的化學(xué)成分,不同廠家生產(chǎn)的電池低溫定能存在差異。因?yàn)殡娊庖河懈又⒅氐蜏匦阅芑蚋邷囟埽ǘ吣壳安荒芗娴茫蜏仉姵厝萘恳琅f會衰減,只是衰減多或少而已。
暖風(fēng)系統(tǒng)耗電 一小時最少1度電
電池容量低溫衰減會直接導(dǎo)致車輛續(xù)航里程縮水之外,在冬季我們的電池和乘員艙(車內(nèi))也需要加熱,這里我們先說車內(nèi)加熱。
因?yàn)榧冸妱榆嚨碾妱訖C(jī)不像燃油車發(fā)動機(jī)在行駛過程中能夠產(chǎn)生大量的熱量,因此每臺純電動車都要單獨(dú)設(shè)計加熱系統(tǒng),目前主流的是使用PTC加熱器和熱泵來為車內(nèi)供暖。
PTC在加熱過程中是比較費(fèi)電的,根據(jù)車型不同,其工作的功率在2-4kW左右,如果我們一直使用暖風(fēng),那么一個小時僅PTC為車內(nèi)加熱就要消耗2-4度電左右,如果您的車輛電池是60度電,續(xù)航500公里的話,啟動車輛開啟暖風(fēng)即使是靜止停車,一個小時也要消耗15-30公里左右。
熱泵空調(diào)相比于傳統(tǒng)PTC來說制熱要更加節(jié)能,但他也會消耗電量。因此只要冬季開啟暖風(fēng),續(xù)航一定減少更多。
開暖風(fēng)會消耗多少電量呢?因?yàn)榕L(fēng)耗電是根據(jù)行駛一段里程所用的時間來計算,每個人行駛相同的里程可能所用時間不同,因此暖風(fēng)耗電不能具體量化,不過其消耗的電量大約占比在10-30%左右。也就是說行駛同樣的里程您開得快暖風(fēng)耗電就小,可能就是占10%。開得慢暖風(fēng)消耗電量也就更多。因此反映到實(shí)際用車場景中就是行駛一段路程平均速度越高,車輛的續(xù)航就覺得更扎實(shí)。
暖風(fēng)耗電10%,外加電池低溫容量降低30%,相加就等于40%。一臺車如果官方給出的NEDC綜合工況續(xù)航是500公里,那么在這樣的溫度下車輛只能夠行駛300公里,也就是綜合工況續(xù)航的6折。
除了暖風(fēng) 電池還有加熱系統(tǒng)
很多廠商在宣傳一臺車的時候,經(jīng)常聽到電池溫控系統(tǒng)。有的廠商會說車輛配有電池加熱系統(tǒng),可以讓車輛低溫性能更好,充放電更快,續(xù)航更長。其實(shí)EV君對前幾項功能不否認(rèn),但是對電池加熱系統(tǒng)能夠讓車輛冬季續(xù)航更長這個說法還是抱有懷疑態(tài)度。
目前我們車輛所配備電池加熱系統(tǒng)的目的是在電池溫度較低時為電池系統(tǒng)進(jìn)行加熱。因?yàn)殡姵卦诘蜏氐臅r候放電效果差,如果不配備電池加熱系統(tǒng),那么我們行駛在路上就會感覺到車輛加速無力。另外溫度低,車輛無論快充和慢充速度都更慢,而且慢充還非常容易出現(xiàn)充不滿的情況。
有了電池加熱系統(tǒng)是好事,但是不要忘記,動力電池是我們整車能量的唯一來源,電池給自己加熱,使用的也是自己的能量。雖然整套加熱系統(tǒng)能夠給電池加熱,讓電池能夠在-10℃,容量只有80%的狀態(tài)升高到10℃,能量百分之90%的狀態(tài)??墒窃诩訜徇@個期間,整套系統(tǒng)也使用了動力電池容量。
由于目前還沒有廠商公布過關(guān)于電池加熱系統(tǒng)為電池包每加熱1℃,所消耗電量與電池增加電量,因此整套加熱系統(tǒng)是否可以提升續(xù)航還是降低續(xù)航還無法判斷,不過根據(jù)EV君的用車經(jīng)驗(yàn),配有電池加熱系統(tǒng)的車輛雖然可以保障車輛性能,但是并不能增加續(xù)航。也就是說電池加熱系統(tǒng)保障車輛性能得作用要高于保障續(xù)航得作用,所以我們要正確理解這一功能,不要認(rèn)為有了電池加熱系統(tǒng),冬季續(xù)航就不會受到影響。
與電池加熱一起的還有電池保溫功能,就是當(dāng)我們再給電池充滿電后,車輛會使用充電樁持續(xù)提供的電量來為電池進(jìn)行保溫,這樣就免去了使用動力電池自身電量來為自己加熱的情況??墒窃趯?shí)際用車場景中,我們并不能夠確定自己前往的每一個地點(diǎn)都有慢充樁來為車輛充電保溫。
它只讓我們每次從家出來后省去了加熱電耗,的確能夠讓續(xù)航衰減更小,不過不能改善,因?yàn)槲覀冊谛旭傔^程中,電池加熱系統(tǒng)還會一直維持電池溫度,只是省去了剛剛啟動加熱那一會最費(fèi)電的工況。省點(diǎn)是點(diǎn),我們還是要善用電池保溫這項功能。
關(guān)于電池加熱系統(tǒng),采用的加熱裝置依然是PTC等,由于電池體積較大,這種外部加熱的效率并不高,基本上在每分鐘升溫0.2-0.5℃。為了讓效率提高,很多廠商也宣布了一些效率更高的加熱系統(tǒng),例如利用電池脈沖放電、利用電池內(nèi)阻進(jìn)行自加熱的方法。
聽起來似乎電池自己給在給自己加熱,其實(shí)同樣會有能量損耗。因此要想解決這一問題,在無法改變電池物理特性的情況下必須引入其他能量來為電池加熱,例如很多商用車常用的燃油加熱器。因?yàn)槠洳挪捎昧瞬裼妥鳛槟芰縼碓?,因此不會消耗電量,可以?yōu)先提升冬季電池性能和車輛續(xù)航。
動能回收的影響
除了以上會造成冬季續(xù)航減少之外,根據(jù)每款車輛廠商的研發(fā)策略不同,很多車企在電池溫度低于0攝氏度時,為了保障電池使用壽命更長,動能回收回來的電量是不會回充到動力電池的。
工信部公布的車輛NEDC綜合工況續(xù)航指的是車輛在特定工況下行駛的里程,而這些工況下包含減速制動能量回收,當(dāng)這些能量不再回收給電池時,就相當(dāng)于減少了能量來源,因此如果車輛標(biāo)定的策略是低溫動能回收能量不充入電池的話,那么其續(xù)航也會相應(yīng)減少。
冷車啟動次數(shù)決定最終續(xù)航長短
以上所說的是我們車輛冬季為何衰減的原因,不過一臺車最終能夠行駛的里程和日常用車方式有直接關(guān)系,在您購車后一定要有心理預(yù)期。
最為費(fèi)電的工況就是車輛在寒冷的冬季經(jīng)常冷驅(qū)動,由于冷車啟動,車輛既要大功率為電池加熱也要大功率為車內(nèi)加熱,此時是車輛最費(fèi)電的狀態(tài)。
很多消費(fèi)者可能每次冷啟動,行駛10-20公里左右就已經(jīng)到達(dá)了目的地。然后車熄火,等到晚上下班車已經(jīng)涼透了,再次冷啟動,這種短距離行駛頻繁冷啟動的工況是電動汽車最費(fèi)電的狀態(tài)。充滿一次電最后的行駛里程不足5折,甚至出現(xiàn)4折都是非常有可能的。
總結(jié):以上內(nèi)容過于真實(shí),希望您在了解后還可以對電動汽車抱有希望。另外,如果您正在考慮純電動車,希望在看了這篇文章之后還可以繼續(xù)購買,因?yàn)閷懸陨蟽?nèi)容的目的是讓您了解、知道這種情況的存在,在購買之前要有心理預(yù)期,這樣在買后的使用中會更容易滿足。
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