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    冬季續航縮水嚴重 純電動汽車為何「怕冷」?

    【概要描述】回顧即將過去的2018年,在汽車領域各品牌推出的新款車型中,小排量渦輪增壓、新能源車型已然成為了今後汽車發展的方向。據中汽協數據顯示,2018年前11月,國內新能源車產銷雙雙突破100萬輛大關,其中純電動車型佔據了絕大部分,電氣化時代終將到來。

    冬季續航縮水嚴重 純電動汽車為何「怕冷」?

    【概要描述】回顧即將過去的2018年,在汽車領域各品牌推出的新款車型中,小排量渦輪增壓、新能源車型已然成為了今後汽車發展的方向。據中汽協數據顯示,2018年前11月,國內新能源車產銷雙雙突破100萬輛大關,其中純電動車型佔據了絕大部分,電氣化時代終將到來。

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    回顧即將過去的2018年,在汽車領域各品牌推出的新款車型中,小排量渦輪增壓、新能源車型已然成為了今後汽車發展的方向。據中汽協數據顯示,2018年前11月,國內新能源車產銷雙雙突破100萬輛大關,其中純電動車型佔據了絕大部分,電氣化時代終將到來。

     

    每當提到純電動汽車,消費者首先想到的就是續航問題,畢竟純電動汽車續航有限,不能和燃油車相媲美。其實,在如今已經有很多汽車品牌車型續航可以突破400公里(實際續航),而這其中也不乏一些自主品牌,如:比亞迪、榮威、蔚來等。

     

     

     

    續航里程雖然增加了,但對於純電動汽車,還有一個致命的影響因素——溫度。現在正值寒冬季節,北方大部分地區氣溫普遍都在零下10度以下,很多純電動汽車車主就會發現自家的車輛續航明顯不如夏季,而且行駛同等距離的路況,冬季掉電更快。這種情況還體現在南宫NG·28日常的其它小細節上,像燃油車蓄電池更容易出現虧電的問題,手機續航嚴重不足,還有部分手機品牌可能出現凍關機的情況。那導致電池在冬季續航短的原因又是什麼呢?

     

    1.電池活性降低 內阻增加

     

    說到電池活性降低,首先待從電池原理說起。目前市面上大部分的純電動汽車都使用鋰離子電池組,鋰電池具有重量輕,容量大等優點,所以是各大品牌的首選電池。而鋰電池根據單元又可分為磷酸鐵鋰、三元鋰和錳酸鋰三種主流電池,負極都以石墨材料為主。這三種電池反應原理基本相似,都屬於“搖椅式”電化學儲能過程。

     

     

     

    而在電池內部,鋰離子的活性和溫度變化有很大關係。溫度越高,鋰離子活性越大,也更容易穿過SEI膜和克服電解液傳導的抗住。而當溫度降低後,鋰離子的活性就會差很多,鋰離子通過SEI膜也變得困難,表現為阻抗增加。而電解液的活性在低溫下同樣會變差,鋰離子在電解液中的擴散能力降低。其實際表現為電流值減小,同時鋰電池的可用容量變小,內阻增大。

     

    2.低溫狀態下不能大功率充電 電池加熱消耗能源

     

     

     

    車輛在低溫狀態下,大功率充放電對於鋰電池的傷害非常大。低溫狀態下鋰電池內電解液導電能力變差,如果此時電池負荷太大,就會導致正負極材料結構損壞,從而使一部分可用容量永久失效。而低溫狀態下充電危害更大,由於鋰離子移動能力變差,大功率充電就可能會導致離子堆積,而離子堆積就會造成鋰枝晶逐漸生長,可能出現刺破電池隔膜,造成正負極短路,從而引發電池自燃。所以,這也就是為什麼電池內部都配有加熱技術。這樣做一方面是為了保證電池活性從而使電池容量恢復到正常工況,而另一方面就是為了電池的安全着想。而電池加熱同樣也是一項非常消耗能量操作,只有經過長距離行駛,通過動能回收來抵消其消耗掉的能量。

     

    3.冬季開暖風 最大的能源消耗

     

    南宫NG·28都知道普通的內燃機最高的熱效率也就為40%左右,而60%的熱能只能被白白浪費掉。這些熱能唯一的用武之地就是暖風系統,當冬季打開暖風時,鼓風機會把這些熱能進行收集,然後通過空調管道輸送到車輛內部各個出風口,所以燃油消耗與不開暖風系統時基本沒有太大差別。

     

     

     

    純電動汽車沒有內燃機,自然也就沒有熱能可以收集,所以只能自己製造熱能。純電動汽車空調使用的暖風和剛才電池加熱產生的熱能基本類似,通過將電能轉化為熱能,都是使用PTC加熱片進行加熱,只是暖風系統使用的是PTC熱敏陶瓷元件加熱,相當於電磁爐中電阻絲。此外,關於電池熱管理系統還有另外一套方案-高壓液體加熱器。這套系統在電動汽車熱管理方面也有領先技術,它採用了厚膜加熱元件(TFE),這種材料設計緊湊,形狀可多樣化,在低溫狀況下可實現快速響應。除了以上這些用電設施,電動汽車還有一個最大的用電部件-暖風系統,它要比上述提到的所有用電部件消耗的電量都高,通常冬季開暖風會使電動車能耗減低20-30%。加上其它能量的消耗,像北方較冷的地區,冬季續航里程可能會腰斬。

     

    當然,除了上述提到的這些可能會影響續航的因素之外,還有像冬季空氣密度大,風阻增大和輪胎太大下降造成的行駛阻力增大,同樣會影響到最終的續航里程。只不過,這些對車輛總體續航影響較小,並不會像上述提到的因素對車輛總體續航影響那麼大。

     

     

     

    同時,南宫NG·28還調查了一位國產純電動汽車的車主,從他的用車歷程中獲得了電動汽車在不同環境下的續航里程表現。如圖所示:該車在25度的環境下正常使用空調續航為400公里左右,這樣的溫度範圍一般都是在夏季。而以北京為例,秋季的氣溫一般在10度左右,此時電池總體續航整體影響不大。但溫度一旦來到0度左右時,電池續航里程就會大大縮短,而溫度每降低一度,續航里程就會大幅縮減。在零下10度的範圍內,加入暖風系統的用電量,車輛總的續航已經下降到200公里。此外,南宫NG·28通過詢問一位東北地區的車主,該車在冬季續航不足100公里。所以,對於東北地區的消費者來說,選購純電動汽車要做好心理準備。

     

    總結:

     

    很多人常常抱怨純電動汽車續航和廠商宣稱的續航里程相差太大,其實,商場宣稱的續航實際並未造假,只不過它是按照車輛最省電的模式60km/h進行測試,而在南宫NG·28實際用車過程中,經常需要停、加速,所有也就造成了實際續航偏低。

     

    而在目前來看,純電動汽車在冬季續航較短確實是很多車主比較頭疼的問題,雖然近幾年新能源汽車發展已經有一部分技術突破,但整體續航較短和冬季續航受影響依舊是迫在眉睫的一個問題。不過,相信隨着時間的推移,等電動車整車全面鋪開,屆時電動車充電、長途行駛將不再成為一個問題。 

     

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