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電動車為什么冬天就變“電動爹”?冬季如何最大限度保護續航?

工程師鄧生 ? 來源:電車資源 ? 作者:電車資源 ? 2020-12-18 16:42 ? 次閱讀

開暖氣,是不可能開暖氣的,這輩子都不可能開暖氣的......”

拌著長沙大哥五毛錢1斤的塑(suò)料普通話,比亞迪又哭兮兮地出圈了。近日,一則短視頻在抖音、騰訊等平臺爆火。一位開比亞迪電動出租車的師傅,為了省電保續航,不給乘客開空調,放了一床厚厚的毛絨被子在后座,讓乘客披著御寒。

畫面搞笑又心酸,引發了一眾北方電動車主的“悲鳴之聲”。

一直以來,冬季“掉電”是電動車繞不開的話題。“一到冬天,如同渡劫”“北京車主上班路上,瘋狂找充電樁”“東北司機不開暖氣,手動給擋風玻璃去霜”......類似這樣的新聞層出不窮,南方的小伙伴只當段子看,北方的小伙伴說多了都是淚。

這時候,各大電動品牌都得站出來“挨打”。“比亞迪漢被爆冬季續航縮水”“冬季續航狂降一半,廣汽、長城車主集體維權”“五菱宏光MINI路上趴窩,車主用繩拖著走”......

一眾汽車大佬,在線卑微。

為什么冬天就變“電動爹”?

說起電動車,往往是“智能”“時尚”“潮流”的代名詞,平時挺帥氣的“精神小伙兒”,為什么一到冬天就變成“電動爹”了呢?這里有兩方面原因。

首先,要從燃油車和電動車的動力說起。我們都知道,油車是靠內燃機驅動的,汽油和空氣的混合體在汽缸內被壓縮點燃,從而產生熱能驅動發動機運轉。在這個過程中,只有20%-40%左右的熱能會被轉化成動能,剩下的都會散發掉,所以燃油車冬天開暖風幾乎不會額外耗油。

電動車不同。電車一直以節能環保著稱,能量轉化效率高達90%以上。這意味著,根本沒有足夠的“余熱”可以利用,電動車要開暖氣,還得用電。

但是,大多數電動車的供暖是靠PTC材料也就是電阻發熱,一般情況下每小時電耗在3~5度左右,也就是說,對于電量普遍在40-50度的家用轎車,即使車停著不動,開一個小時空調,續航就會下降10%-15%。

這還是在電池性能正常的情況下。

事實上,電池天生具有“抗低溫性”的短板。電池工作的原理是:鋰離子穿透SEI膜和電解質運動到正負極,產生電流,從而實現充放電。但是,當外部氣溫下降到一定程度時,不僅會造成鋰離子活性降低,還會讓電解質變得更加粘稠,增加內阻,從而導致電池充放電效率降低,續航整體下降。

所以在電池性能大幅降低,供暖能耗需求大量上升的雙重因素下,電動車電量和續航在冬季頻頻告急。

電池低溫短板可以解決么?

針對動力電池在冬季性能下降的問題,目前主機廠主要有三大方向。

一個是加裝PTC加熱系統,從而保證電池溫度不會太低。這種方式,結構簡單且成本比較低,但是需要消耗電量來供熱,同樣犧牲了一部分續航。所以這種方式,對續航的保護有限,更適用于南方,是目前多數車企采用的方法。

另一種是PTC+柴油加溫系統,這個方向代表企業是威馬。威馬第二代熱管理系統原理是在PTC的基礎上,再通過柴油加溫系統對電池包周圍管路內的液體進行加熱,保證電池處于適合的溫度區間,從而保證續航的穩定性。這種方法見效更快,在低溫環境下更有保障,但是一定程度上違背了電動車節能環保的初心。

第三種是電機堵轉技術,應用典型是特斯拉工作原理是把電機繞組當作加熱電阻使用,配合電機產生的廢熱給電池組加熱。這套技術主要用于低溫熱泵系統不工作的環境下,當溫度在-10℃~10℃之間的時候,則采用PTC配合熱泵空調進行加熱保溫。

從目前情況來看,第三種技術效果似乎更加明顯。相比長沙和東北,歐洲和加拿大緯度更高,冬季氣溫更低,按理說對電動車低溫性能的考驗也更大。那么,這些高冷地區,電動車的表現如何呢?

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今年3月,挪威乘聯會(NAF)針對 20 款歐洲銷量靠前的電動車進行了冬季續航測試。在所有車輛沒有進行駕駛艙或電池的預熱的情況下,這些車平均損失續航約 18.5%。其中,WLTP(世界輕型汽車測試規程World Light Vehicle Test Procedure)續航610km的特斯拉Model s,冬季測試續航有470km;WLTP560km的Model 3,測試成績有404km。

現代 KONA也取得了好成績,其 WLTP 續航結果449km,冬季測試成績405km,僅相差9%。

而據此前起亞公布的電池保溫技術方案,思路上與特斯拉十分相近。其電池加熱系統由壓縮機、蒸發器和冷凝器組成,也是通過吸收汽車電子組件釋放的余熱,實現循環再利用,從而在低溫條件下保護續航。

冬季如何最大限度保護續航?

除非換一輛車,否則還是得面對冬季電池續航大幅下降的窘境,那么作為即將或者已經“上車”的新能源車主,如何最大限度保障續航呢?以下幾種方式相對簡單。

首先,如果是居住地冬季氣溫實在低,但是還沒有買車的用戶,可以考慮用三元電池的車。研究表明,在抗低溫性能上,三元低溫使用下限為-30℃,磷酸鐵鋰是-20℃。在同樣的低溫測試條件下,三元鋰電池冬季衰減不到15%,磷酸鐵鋰高達30%以上。所以僅僅從抗溫性能上來說,三元電池更適合北方市場,磷酸鐵鋰更適合南方。

如果已經買了新能源車的用戶,可以注意幾點:第一,冬季停車,盡量選擇室內,避免車輛長時間在低溫環境下暴露,影響電池性能;第二,適當調低風量和溫度,減少開暖風的時間;第三,座椅加熱和方向盤加熱比開空調更加省電;第四,采用ECO節能模式,降低功率輸出,增強能量回收力度;第五,提高胎壓、降低輪胎與地面接觸面積和滾動阻力等方式,盡量降低外部摩擦,盡可能減少電量損耗,保護續航。

責任編輯:PSY

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