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穿大衣、盖棉被!冬季电动车续航受限,专家揭

人气: 发表时间:2020-12-30 10:00

每经记者:李硕 每经编辑:裴健如

在北京做兼职网约车司机的唐立强最近有点郁闷,他发现自己在平台上的评分由此前的4.85分降到了4.76分。

“不知什么原因。冬天我一般会开得慢一些,空调的温度只调到22度,有可能是哪个客户冻到了吧。”唐立强开的是一辆电动车,因为担心续航锐减,他在冬天的时候一般不敢调高车内空调温度。“只能通过这些土法子让车辆尽可能多跑点里程。”唐立强告诉《每日经济新闻》记者。

冬天一到,不少与唐立强一样的新能源车主会倍感苦恼。湖南长沙电动出租车师傅为省电,放一床厚毛绒被让乘客披着御寒;东北车主不开暖气,手动给挡风玻璃去霜……近期,多个略显心酸的短视频引发关注,也将电动车冬天续航里程下降这一话题再度推向公众面前。

暖风空调大幅增加电耗

据新能源车主张宁旭介绍,在近5年的使用过程中,其所购车辆在冬天的充电频率平均是一周两次,而夏天则是两周三次。“因为我买车比较早,车辆续航里程不算多,最冷的时候只能跑100公里左右。还好上下班的路不算太远,不过如果真有事要去个远地方,我还是不敢开电动车,冬天就更不敢了。”张宁旭说。

与张宁旭相比,只能把车停在路边的电动车主马嘉欣,使用体验要更“惨”一些。“露天停一晚,第二天一着车,续航里程就得掉个二三十公里,看着都心疼。”马嘉欣对记者说,为了减少电耗,除了孩子坐车,平时她都不开空调,而是打开方向盘和座椅加热,保证手和后背的温暖。不仅如此,她还特意在车上备了一条厚围巾,哪儿冷裹哪儿。

冬季时,张宁旭的电车一周要充电两次。(图片来源:每经记者 李硕 摄)

北汽新能源研究院副院长代康伟认为,电动车冬季续航下降与动力电池的充放电原理密切相关。据了解,电池在充电时正极的Li离子和电解液中的Li离子向负极聚集,得到电子,被还原成Li镶嵌在负极的碳素材料中。放电时镶嵌在负极碳素材料中的Li失去电子,进入电解液,电解液内的Li离子向正极移动。

“温度低的时候,电池里的电解液会变得更加黏稠,包括锂离子迁移的速率,材料本身的导电性都会进一步变差,使得电池活性降低,从而影响电池性能和容量挥发,对外就表现为动力电池可用容量的衰减。”代康伟对记者说。

但电池活性的降低并不等同于电池损伤。“如果把电池容量比作一个盛水的容器,不使用的时候,水是不会少的。当温度降低时,有部分水结冰了,可用的水自然就会减少。使用过程中,如果温度上升,冰变成水又可以继续使用。但如果温度一直是处于比较低的情况下,那么可用的水也只是未结冰的那部分。”一位动力电池行业技术人士如此形容电量与气温的关系。

与燃油车发动机随着行驶逐渐“热”起来不同,电动汽车的电池并不一定会随着车辆的使用快速升温。车辆行驶状态下,电池活性仍有可能处于较差状态。“有时你会发现电池虽然用着,但电池温度却‘呼呼’往下掉。”代康伟解释称,“因为风的流动太大了,整个底盘冷热交换的面积也很大,导致电池运行所发的那点热量很快就被热交换释放了。”

除动力电池性能之外,暖风也是一大耗电源。据北汽新能源空调和整车热管理技术工程师谷丰介绍,试验车以-7℃标准进行测试,空调耗电比例一般占整车电耗的20%~25%。

代康伟向记者解释,燃油车空调系统的热源来自发动机余热,发动机的转化效率用在动力上仅占40%左右,剩余60%的热量转换完全可以满足驾乘人员空调采暖需求。但电动汽车没有发动机,所有加热所需能量都要从动力电池处额外获取,因此空调系统的使用也成为电动汽车冬季电耗的主要来源。

车主提供的车辆夏天和冬天百公里电耗

不过谷丰认为,新能源车主如果需要行驶较长的时间和距离,大可不必“舍不得”开空调。“刚开空调的时候,因为车里特别冷,空调功率比较大,是最耗电的时候。温度稳定后,空调的耗电会比一开始大幅降低,在1~2KW这个水平。”谷丰说。

冬季电动车用车有讲究

事实上,有关提高电芯冬季性能的技术攻关,相关车企一直都在进行。

“随着近十年电动化技术的发展,很多低温改善技术都在研究推进,包括改善导电率,即通过调整电解液材料配方优化低温下电解液的黏稠度,减小阻力;在磷酸铁锂正极材料上进行碳包覆,让锂离子移动更加通畅等都取得了一定效果。”代康伟表示,“以三元锂电池为例,在-7℃试验环境下,2018年电池保持率如果能到85%的活性已经很高。今年,同样环境下电池活性已经可以释放到92%~93%。”

北汽新能源研究院副院长代康伟(图片来源:企业供图)

除了电芯领域的材料改进,对于低温电池性能衰减,行业内普遍做法是通过PTC加热系统(正温度系数很大的元器件)给电池加热,让其处于正常的工作状态,最大发挥电池充放电效率。通俗地理解,车端通过PTC加热系统来对冷却液进行加热,加热后的冷却液流入电池热管理流道,像地暖一样对电池进行升温加热。

但PTC等加热技术也对车辆的电控系统提出了更高要求。“加热技术会带来一些安全上的风险,比如说加热到一定温度后能否停下,会不会继续加热引发电池的热失控等。所以,相应的电控配套策略需要跟上,怎么能让电控系统不失效,是我们需要攻克的问题。”代康伟说。

值得注意的是,在冬季,不仅电池的使用性能会受温度影响,电动车的充电速度也同样会因低温受到相应限制。据代康伟介绍,低温下充电电流无法像夏天一样通畅,电池活性降低和阻力增加都会降低充电速度。

为解决这一问题,不少车企都在探索解决方案。威马汽车给出的解决方案是,在纯电动汽车上搭载一台柴油加热器。工作方式类似于热水器,通过燃料燃烧对管道内的液体进行加热,让电池包适应不同环境温度区间,保持稳定性,确保电池在充放电过程中处在最佳温度区间。

北汽新能源则采取了不同的技术路线。“我们的目标是研制一台更加智能的汽车,在车主想去充电桩充电之前,车辆通过整车热管理能够读取车主意图,提前对电池系统进行加热。”代康伟说。

此外,增加电池的保温性能、提升空调热泵效率、加强动力回收效能等也是各大车厂持续优化冬季续航里程的主要技术措施。

对于新能源车主,代康伟建议,如果条件允许,还是应尽量将车辆停放在地库中。行车时可选择开启动力回收模式,增加续航里程。如果充电较慢,车主可以选择当车辆行驶结束,电池尚有余温时及时充电,增加充电效率。如果是自有充电桩,充完电后也可以选择先不拔枪,充电设施将对电池起到一定的保温作用。

每日经济新闻

 
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