電動汽車冬季續航為何衰減?看特斯拉如何應對
近幾年,電動汽車在全球得到快速發展,尤其是早期讓人們擔憂的續航里程有了大幅提升,用户在日常出行中的焦慮也有所緩解。
不過,到了冬季,特別是寒冷的北方,電動汽車在低温環境下還是會出現明顯的性能下降、電池容量衰減、續航里程縮水等問題。
目前,我國電動汽車所宣傳的續航里程大多以NEDC標準來衡量,一般的電動汽車在春夏秋季的實際行駛里程可以達到廠家標稱的NEDC續航的80%-90%,但在北方的冬季,大部分的電動汽車實際行駛里程可能只達到了NEDC續航的60%左右。
那麼,到底為何電動汽車在冬季的續航表現會出現大幅下降呢?
從技術的角度來説,電動汽車搭載的動力電池是通過鋰離子在電解液中轉移和正負極中嵌入、脱嵌來實現充放電。在低温狀態下,電池正負極材料活性差和內部電解液導電能力下降,內阻增大,工作電流就變小等原因,導致動力電池可用容量的衰減,這也是電動汽車續航減少的最主要原因。
隨着氣温的降低,電池容量也會持續減少。當温度降低至零下時,電池的性能就會受到很大影響。根據相關測試機構檢測,當動力電池在零下20攝氏度的環境下時,其容量只有25攝氏度時的百分之70%左右,甚至更低。所以在冬季即便給電動汽車充滿電,其所含的電量相較於春夏秋三季已經有了折扣。
除了電池本身的技術特性外,冬季車內空調的使用也是導致電動汽車續航縮水的一大因素。
因為純電動車的電動機不像燃油車發動機在行駛過程中能夠產生大量的熱量,因此每台純電動車都要單獨設計加熱系統,目前主流的是使用PTC加熱器和熱泵來為車內供暖。
PTC在加熱過程中是比較費電的,根據車型不同,其工作的功率在2-4kW左右,如果行駛過程中一直使用暖風,那麼一個小時僅PTC為車內加熱就要消耗2-4度電左右,大概會折損15-30公里的續航。
對於電動汽車冬季續航衰減的兩大因素,目前業內普遍以三種方式來對應,一是提升三電系統低温性能,二是開發耗電量更低的空調,三是佈局更廣泛、密集的充電網絡。
我們以目前全球銷量最高的特斯拉為例,在三電系統方面,特斯拉已經經過10多年發展,三電技術已經十分成熟,對冬季低温天氣的應對方案相對完善。例如在BMS(電控系統)中加入更精準的温控系統,通過給電池包加熱的方式提高電池活性,進而提高續航里程。
在降低能耗方面,例如特斯拉最新推出的“熱泵空調”,大幅降低能耗,進而提升冬季續航能力。據悉,“熱泵空調”能提升10%-15%的續航里程。其制動能量回收系統,也能提升10%-15%的續航里程。
此外,特斯拉優化空氣動力學提升續航里程的方式也值得一提。例如特斯拉全系都採用的隱藏式門把手,能增加5%左右的續航里程;Model 3上18寸輪轂上的輪轂蓋,能增加約3%的續航里程。同時特斯拉無格柵的車頭、平整的底盤等很多細節,都能顯著增加續航里程。
雖然以目前的技術,對於冬季續航衰減的問題尚不能完全根治,但通過車身細節、空調能耗、三電系統的優化,特斯拉已經可以為車輛提升比較可觀的續航里程,這也是目前電動汽車領域最為重要的研發方向。
除了車輛本身外,特斯拉還積極佈局充電樁,提升用户補能的便捷性。
據瞭解,特斯拉的充電網絡已經覆蓋中國300座城市,共擁有730座超級充電站。並且,2021年特斯拉還將加大投資力度,在上海新建一座超級充電樁工廠,預計年產1萬根超級充電樁,通過不斷增加超級充電站的佈局,持續改善用户的出行體驗。
目前,很多北方的用户在冬季使用電動汽車仍有一定里程焦慮,但只要瞭解電動汽車的特性,熟悉充電樁佈局,合理規劃出行路線,即使在冬季也能確保日常用車。並且我們相信,隨着電動汽車技術的不斷改進,以及充電樁建設的增加和充電速度的提升,未來用户在冬季使用電動汽車的焦慮一定會越來越小。