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新能源汽车短板,冬天续航少一半,可以怎么解决?

新能源汽车短板,冬天续航少一半,可以怎么解决?

根据现在的市场存量来看,电动车大部分使用地点还是集中在北上广深等有限牌、限行要求的城市地区。对于电动车用户来说,像广州、深圳等南方城市,冬天温度较高,可能不会有续航里程缩短的焦虑,但对于上海或北京冬天气温会低至0°甚至零下的城市来说,用户都会面临着纯电动车不同程度的续航里程缩水,这是为什么呢?

说好的续航里程为什么在冬天会“变卦”?

这个问题大家曾不止一次的说过,就像其它的数码产品一样,无论使用的是锂电池,还是铅酸电池,环境温度对于电池内部的充放电影响都是巨大的。现在大部分电动车都使用锂电池作为动力电池包,那么就以锂电池为例,简单说一下电池内部原理。

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顾名思义,锂电池是以锂离子的运动形成电流对车辆供电。锂离子从正极流向负极的过程就是充电,反之则是放电。一个完整的电池,在正负极中间还存在着SEI膜和电解液,当电池正常放电时,锂离子会离开负极通过SEI膜和电解液运动到正极,从而产生电流。

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在整个放电过程中,锂离子需要克服穿透SEI膜和电解质的阻力才能从负极到达正极,而为锂离子提供动力的则是正负极间电势差导致的电场力以及正负极间的锂离子浓度差。到了气温变低的时候,电解质会变得更加粘稠,对于锂离子来说就意味着穿过时的阻抗变大,一部分电能就会直接变成欧姆热浪掉。并且低温环境也会造成锂离子的活性降低,放电到一定程度后,一些锂离子甚至都不能穿过SEI膜进入电解质中,放电能力进一步下降。表现到整车上,就是“充电充不满,放电放不完。”对续航有不小影响。

除此之外,影响续航里程的还有一大因素,就是开启空调系统时的电量损耗。这一点和燃油车截然不同,燃油车发动机效率一般在20%-40%之间,剩下的损耗会通过热量散发掉,就是发动机产生的热量,所以燃油车冬天开暖风几乎是不会额外耗油的。电动车的能量转换效率则高达90%以上,几乎没有什么“余热”可发挥,所以必须通过电能转换热能。

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而大多数电动车的供暖则主要依赖于PTC材料,简单来说就是靠电阻发热。一般的PTC空调每小时所需电量在3~5度,加入对于电池包容量只有50度的产品来说,开空调的后果就是每小时额外损耗10%左右的电池续航。

那假如说,有些用户就是不怕冷,就是不开空调,电池续航为什么还没有理想中的好呢?根据前文对电池的描述,就算人不怕冷,电池也怕冷。所以为了满足极端天气下电池也不会直接“趴窝”,一半在电池包上还会有一个加热器,来保证低温时电池的运转。而这个加热器的功率也会达到5~10kw……如果就这么简单一叠加,电池电能本身降低10%,空调用掉10%,加热器用掉10%,整体的续航里程起码减少30%。

如何解决低温情况下的续航里程缩水?

既然知道了问题出在哪,各大车企又该如何解决呢?

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其实大多数车企都没什么好办法……比较常见的解决方案就是不使用PTC空调,改为“热力泵”,“热力泵”简单来看就是空调制冷的反过程,会收集外部空气温度甚至是电子元器件的温度给驾驶室里加热。这种发热方式在有些家用空调上得以使用,效果不错,相比电阻加热可以节省接近三分之二的电能。但是这一套放在汽车上就不那么好使了,虽然效率也会比电阻加热要好,但由于对外界空气的依赖,在温度低于-10°或多更时,可能效果就不如电阻制热了。

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有常见的解决方案,就有不常见的……比如威马汽车选择在电池包增加一套柴油辅助加热系统。给电动车加上柴油发动机虽然看上去“很傻”,但此系统确实可以降低低温时电池电能的损耗,同时内燃机又可以给车内提供热量,减少空调的电耗,可谓是一举两得,只不过是让一辆纯电动汽车再“加点油”罢了……

最后,其实如果底层的电池技术没有跨越式发展的话,由于电池特性,电动车依然很难保证在低温下的续航问题,而这也是电动车普及进程中许多用户的担忧。虽然大家都在高唱进入下一个电动化、智能化的出行时代,如果没有解决用户的核心痛电,恐怕也没那么多人会为电动车埋单!

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