回顾2018年,在汽车领域各品牌推出的新款车型中,小排量涡轮增压、新能源车型已然成为了今后汽车发展的方向。据中汽协数据显示,2018年前11个月,国内新能源车产销双双突破100万辆大关,其中纯电动车型占据了绝大部分,电气化时代终将到来。
每当提到纯电动汽车,消费者首先想到的就是续航问题。如今已有很多汽车品牌车型续航可以突破400公里(实际续航),续航里程虽然增加了,但对于纯电动汽车,还有一个致命的影响因素——温度。
现在正值寒冬季节,很多纯电动汽车车主发现自家的车辆续航明显不如夏季,行驶同等距离的路况,冬季掉电更快。那导致电池在冬季续航短的原因又是什么呢?
电池活性降低 内阻增加
说到电池活性降低,首先从电池原理说起,目前市面上大部分的纯电动汽车都使用锂离子电池组,锂电池具有重量轻,容量大等优点,所以是各大品牌的首选。
而锂电池根据单元又可分为磷酸铁锂、三元锂和锰酸锂三种主流电池,负极都以石墨材料为主。
这三种电池反应原理基本相似,都属于“摇椅式”电化学储能过程。
在电池内部,锂离子的活性和温度变化有很大关系。
温度越高,锂离子活性越大,也更容易穿过SEI膜和克服电解液传导的抗阻。温度越低,锂离子的活性变差,锂离子通过SEI膜变得困难,阻抗增加。
电解液的活性在低温下同样会变差,锂离子在电解液中的扩散能力降低。其实际表现为电流值减小,同时锂电池的可用容量变小,内阻增大。
低温状态下不能大功率充电
电池加热消耗能源
低温状态下锂电池内电解液导电能力变差,如果此时大功率充放电,电池负荷太大,就会导致正负极材料结构损坏,使一部分可用容量永久失效。低温状态下充电危害更大,由于锂离子移动能力变差,大功率充电就可能会导致离子堆积,而离子堆积就会造成锂枝晶逐渐生长,可能出现刺破电池隔膜,造成正负极短路,从而引发电池自燃。
所以,电池内部都配有加热技术。一方面是为了保证电池活性使电池容量恢复到正常工况,而另一方面就是为了电池的安全着想。而电池加热同样也非常消耗能量,只有经过长距离行驶,通过动能回收来抵消其消耗掉的能量。
冬季开暖风 最大的能源消耗
电动汽车有一个最大的用电部件——暖风系统,比所有用电部件消耗的电量都高,加上其它能量的消耗,在北方较冷的地区,冬季续航里程可能会腰斩。纯电动汽车没有内燃机,也就没有热能可以收集,所以只能自己制造热能。
纯电动汽车空调使用的暖风是通过电能转化为热能,都是使用PTC加热片进行加热。只是暖风系统使用的是PTC热敏陶瓷元件加热,相当于电磁炉中的电阻丝。
此外,关于电池热管理系统还有另外一套方案——高压液体加热器。这套系统在电动汽车热管理方面也有领先技术,采用了厚膜加热元件(TFE),这种材料设计紧凑,形状可多样化,在低温状况下可实现快速响应。
我们还调查了一位国产纯电动汽车的车主,从他的用车历程中获得了电动汽车在不同环境下的续航里程表现。如图所示:该车在25度的环境下续航为400公里左右,冬季续航不足100公里。所以,对于东北地区的消费者来说,选购纯电动汽车要做好心理准备。
总 结
很多人常常抱怨纯电动汽车续航和厂商宣称的续航里程相差太大,其实,厂商宣称的续航实际并未造假,只不过它是按照车辆最省电的模式60km/h进行测试,而在我们实际用车过程中,经常需要急停、加速,所以也就造成了实际续航偏低。
目前来看,纯电动汽车在冬季续航较短确实是很多车主比较头疼的问题,虽然近几年新能源汽车发展已经有一部分技术突破,但整体续航较短和冬季续航受影响依旧是迫在眉睫的一个问题。不过,相信随着时间的推移,等电动车整车全面铺开,届时电动车充电、长途行驶将不再成为一个问题。