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電池低溫短板可以解決么?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年05月21日  

“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(xù)航,不給乘客開空調(diào),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(fā)了一眾北方電動汽車主的“悲鳴之聲”。


一直以來,冬季“掉電”是電動汽車繞不開的話題。“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(xù)航縮水”“冬季續(xù)航狂降一半,廣汽、長城車主集體”“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。


為何冬天就變“電動爹”?


說起電動汽車,往往是“智能”“時尚”“潮流”的代名詞,平時挺帥氣的“精神小伙兒”,為何一到冬天就變成“電動爹”了呢?這里有兩方面原因。


首先,要從燃油車和電動汽車的動力說起。我們都了解,油車是靠內(nèi)燃機驅(qū)動的,汽油和空氣的混合體在汽缸內(nèi)被壓縮點燃,從而出現(xiàn)熱能驅(qū)動發(fā)動機運轉(zhuǎn)。在這個過程中,只有20%-40%左右的熱能會被轉(zhuǎn)化成動能,剩下的都會散發(fā)掉,所以燃油車冬天開暖風幾乎不會額外耗油。


電動汽車不同。電車一直以節(jié)能環(huán)保著稱,能量轉(zhuǎn)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,電動汽車要開暖氣,還得用電。


但是,大多數(shù)電動汽車的供暖是靠PTC材料也就是電阻發(fā)熱,一般情況下每小時電耗在3~5度左右,也就是說,關(guān)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(diào),續(xù)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(zhì)運動到正負極,出現(xiàn)電流,從而實現(xiàn)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(zhì)變得更加粘稠,新增內(nèi)阻,從而導致電池充放電效率降低,續(xù)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,電動汽車電量和續(xù)航在冬季頻頻告急。


電池低溫短板可以解決么?


針對動力鋰電池在冬季性能下降的問題,目前主機廠重要有三大方向。


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


另一種是PTC+柴油加溫系統(tǒng),這個方向代表公司是威馬。威馬第二代熱管理系統(tǒng)原理是在PTC的基礎上,再通過柴油加溫系統(tǒng)對電池包周圍管路內(nèi)的液體進行加熱,保證電池處于適合的溫度區(qū)間,從而保證續(xù)航的穩(wěn)定性。這種方法見效更快,在低溫環(huán)境下更加有保障,但是一定程度上違背了電動汽車節(jié)能環(huán)保的初心。


第三種是電機堵轉(zhuǎn)技術(shù),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,配合電機出現(xiàn)的廢熱給電池組加熱。這套技術(shù)重要用于低溫熱泵系統(tǒng)不工作的環(huán)境下,當溫度在-10℃~10℃之間的時候,則采用PTC配合熱泵空調(diào)進行加熱保溫。


從目前情況來看,第三種技術(shù)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,按理說對電動汽車低溫性能的考驗也更大。那么,這些高冷地區(qū),電動汽車的表現(xiàn)如何呢?


今年三月,挪威乘聯(lián)會(NAF)針對20款歐洲銷量靠前的電動汽車進行了冬季續(xù)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(xù)航約18.5%。其中,WLTP(世界輕型汽車測試規(guī)程WorldLightVehicleTestProcedure)續(xù)航610km的特斯拉Models,冬季測試續(xù)航有470km;WLTP560km的Model3,測試成績有404km。


現(xiàn)代KONA也取得了好成績,其WLTP續(xù)航結(jié)果449km,冬季測試成績405km,僅相差9%。


而據(jù)此前起亞公布的電池保溫技術(shù)方法,思路上與特斯拉十分相近。其電池加熱系統(tǒng)由壓縮機、蒸發(fā)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(xiàn)循環(huán)再利用,從而在低溫條件下保護續(xù)航。


冬季如何最大限度保護續(xù)航?


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


首先,假如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,三元鋰離子電池冬季衰減不到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。


假如已經(jīng)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(nèi),防止車輛長時間在低溫環(huán)境下暴露,影響電池性能;第二,適當調(diào)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(diào)更加省電;第四,采用ECO節(jié)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(xù)航。

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