這是一個電動車用戶都很關心的問題。
冬季續(xù)航影響因素主要有三方面原因:乘客艙加熱、電池隨溫度降低的衰減、阻力增加。
續(xù)航差的原因
按照泛亞汽車技術中心空調及驅動系統冷卻開發(fā)專家沈光裕的說法,電動車冬季續(xù)航差主要有三方面的原因:乘客艙加熱、電池衰減和整體阻力。
電池衰減(占到5%)
動力電池有其固定的高效率工作溫度區(qū)間。如果溫度過低,就會影響電芯活性,進而影響到整車動力。
同時溫度降低也使得電芯里的電解液變得粘稠,這樣也會在一定程度上增加內阻。這樣,會有有一部分電量在內部損耗,電池組可用電量也會下降。
這么說可能還是有點抽象,舉一個簡單的例子。
比如在非常寒冷的冬天,我們會發(fā)現自己的手機電量不是很夠用,甚至莫名關機,就是這個原因。
整體阻力(占到5%)
冬天,電動車整體阻力都在增加。比如,冬天輪胎與地面的摩擦會增加,其次,冷態(tài)下空氣密度也增加了,高速情況下對應空氣阻力也有所增加。
此外,還有傳動帶來的損失。所有運動件和傳動件,中間潤滑油隨著溫度降低,效果也會降低,對于傳動效率會帶來一定影響,這也會造成一定損失。
乘客艙加熱(占到30%)
乘員艙加熱,是影響續(xù)航的大頭。
車內溫度越低,乘客艙熱量需求越大,對應從動力電池獲取的能量也就越多。此外,還有部分能量要用于除霜除霧。
電動車制熱形式對續(xù)航的影響
一般來說,制熱方式主要有兩種:轉換熱量(把電能轉換為熱能)、搬運熱量。
從形式來說,主要就是PTC加熱、熱泵、融合式系統(PTC+熱泵)。
PTC加熱
PTC又分為空氣側電加熱和水側電加熱,各自特點如下:
空氣側電加熱:
- 加熱速度最快
- 能耗大,嚴重影響續(xù)航
- 無電池/電驅 余熱回收功能
水側電加熱:
- 略慢于空氣側電加熱
- 好處是高壓電不進乘客艙
熱泵空調則是采用搬運熱量形式存在,它可以搬運的熱量其實遠大于它自身消耗的一部分,所以它是一個應該說是一個很高效的這種方式加入的方式。
熱泵
從熱源形式來看,有空氣源熱泵、水源熱泵兩種。
空氣源熱泵:
- 搬運能力取決于空氣溫度以及制冷劑形式
- 在0℃附近有結霜風險
水源熱泵:
- 搬運能力取決于水側狀態(tài),不受環(huán)境溫度限制
- 水的熱源豐富
- 系統余熱利用
- 系統儲熱-充電時熱量儲存到系統(電池和水側)
- 系統余熱不足時,由水側電加熱補足
此外,還有融合式熱系統。
融合式熱系統
顧名思義,這種熱系統融合空氣源熱泵+水源熱泵。
- 兼顧兩種熱泵優(yōu)點,集成空調、電池和電 驅三大熱系統,進行整車熱管理
- 在空氣源有結霜風險時轉為純水源熱泵使用,無系統結霜風險,應用場景更廣
- 回收電池/電驅余熱,可利用電池進行薔熱 制冷劑直接對空氣換熱,座艙快速出熱風
不過,這種方式成本很高。
按照沈工的說法,因為各個OEM它自己對熱泵系統或者說融合是熱系統,有自己不同的見解或者說設計理念,所以現在百花爭鳴百家齊放。大家競爭很激烈,基于余熱回收這種模式,那么它會在電池電機和電控的回路實現一些開啟和關閉,形成不同的多樣化的這種應用模式。
BEV HEAT
這里可以聊一下上汽通用的熱管理系統:BEV HEAT。
這套熱管理系統就是一個融合式熱管理系統,同時疊加了先進軟件控制策略,聚焦用戶使用場景,進而提升一系列體相關內容。
值得一說的是「BEV HEAT」的儲熱應用。即,在充電的時候,通過充電樁把電能轉換成熱能,存儲在電池和熱回路中間。
這樣帶來的好處就是,在冬天的時候,儲存在這一塊的熱能可以很快搬運到至車內,提供舒適的溫度。
根據上汽通用在凱迪拉克Lyriq銳歌上做的實驗,零下10度基本上3-4分鐘就可以把出風溫度提升到45度,很快的為乘員艙提供舒適的環(huán)境。
此外,在儲熱利用階段,也可以在一定程度上提升續(xù)航表現。
以冬季低溫場景充電的預處理舉例。傳統充電過程由于用的是PTC加熱,這種方式主要聚焦在電芯充電效率上,不過無法做余熱回收和能量轉換,自然無法把這部分能量轉移到乘客艙。
但是,「BEV HEAT」模式下,可以通過手機App或者車機提前對車輛座艙和電池組進行預加熱,這樣做的好處就是,可以最大程度利用充電樁端電量而非車內電量,節(jié)約車輛啟動階段加熱電池及乘客艙的電量。
這一點有點像特斯拉很早之前就推出的「電池預加熱」功能。
通用這波算是,姍姍來遲啊。
小結
從目前來看,我們暫時還是沒有辦法完全消除冬季對續(xù)航的衰減,只能盡可能去抵消這種影響。
但即便如此,目前電動車到了冬季,基本上還是要打個5-6折,還是非常影響出行體驗。
如果你只是在市區(qū)通行,那么基本還算夠用,但是如果長途用車,可能就要時刻留意整車的續(xù)航表現,而且要注意沿途是否有補能點,及時充電。
最后一個問題,如果是你,你會選擇一臺油車還是電車,評論區(qū)留下你的觀點。