每到冬季,北方電動汽車的續(xù)航問題就會被重新提起。而每年的新款車型都逃不過冬季續(xù)航測試這個(gè)命運(yùn)。最終我們可以從網(wǎng)絡(luò)上查找到不同機(jī)構(gòu)發(fā)布的數(shù)據(jù),可是參考了這些數(shù)據(jù)購買相應(yīng)產(chǎn)品后發(fā)現(xiàn)自己實(shí)際用車和這些測試數(shù)據(jù)卻有著不小的差距。
問題出在哪?今天我們就來通過分析測試方法來和您講解一下出現(xiàn)差距的具體原因。
都是低溫 但-10℃和-20℃電池狀態(tài)完全不同
雖然各種機(jī)構(gòu)測試的都是車輛的低溫續(xù)航表現(xiàn),但0℃是低溫,-10℃和-20℃也都算低溫測試。不過電池在0℃、-10℃和-20℃的溫度下卻有著完全不同的性能表現(xiàn)。
從技術(shù)的角度來說,動力電池是通過鋰離子在電解液中轉(zhuǎn)移和正負(fù)極中嵌入、脫嵌來實(shí)現(xiàn)充放電。低溫狀態(tài)下,電池正負(fù)極材料活性和內(nèi)部電解液導(dǎo)電能力下降,內(nèi)阻增大,工作電流就變小,對外表現(xiàn)為動力電池可用容量的衰減。因此在溫度0℃、-10℃和-20℃情況下,電池的容量也會有差別。
上圖是相關(guān)機(jī)構(gòu)對容量為80 Ah、標(biāo)稱電壓為3.7V的鋰離子電池進(jìn)行25℃~-40℃的放電實(shí)驗(yàn).將電池單體放置在設(shè)定溫度的溫箱中,靜置時(shí)間為5 h,然后以30 A恒流放電,截止電壓為3 V,分別在25、0、-10、-20、-30和-40℃下進(jìn)行放電實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。
測試結(jié)果表明,鋰電池隨著溫度的降低其放電電壓和放電容量都在明顯下降。與25℃時(shí)相比,在-10℃時(shí),電池容量減少12.5%,在-20℃時(shí),電池容量減少了21.2% ,電壓平臺平均降低0.53 V;在-30℃時(shí),電池容量減少了46%。
容量減少就表明在該溫度下,我們的車輛續(xù)航里程在不使用任何用電設(shè)備的情況下就已經(jīng)衰減。例如我們車輛的電池容量為60度,續(xù)航500公里。因此在-10℃時(shí),按照以上的測試結(jié)果,續(xù)航就會衰減12.5%(滿電可行駛437.5公里),-20℃時(shí),續(xù)航會衰減21.2%(滿電可行駛394公里),因此不同溫度下的低溫續(xù)航測試對最終的測試結(jié)果有很大的影響。
測試時(shí)間的溫度變化對結(jié)果也有影響
由于鋰電池對溫度非常敏感,因此測試時(shí)間對車輛的最終續(xù)航表現(xiàn)也有很大的影響。
我們大部分消費(fèi)者購車后的大部分使用場景都是上下班代步。上班時(shí)間基本在九點(diǎn)前,下班時(shí)間基本都在5點(diǎn)后,使用時(shí)間恰好是一天中氣溫較低的時(shí)間段,對于電動車?yán)m(xù)航非常不利。
而大部分媒體機(jī)構(gòu)進(jìn)行測試都是早上開始測試,一直開到下午或晚間直到車輛沒電,因此在整個(gè)續(xù)航測試中有一大半時(shí)間都處在溫度較高的時(shí)間段,因此測試結(jié)果和很多消費(fèi)者的使用場景不同,所以會出現(xiàn)差異。如果全天溫差較大,那么測試的結(jié)果和消費(fèi)者日常使用差距會更大。
冷啟動次數(shù)對電動車冬季續(xù)航有巨大影響
聊完了以上溫度的影響,下面我們來說續(xù)航測試中最容易被我們忽視的問題。那就是同樣都是跑沒電,但和消費(fèi)者實(shí)際用車其實(shí)是兩種完全不同的使用場景。
電動車和燃油車不同,其車內(nèi)的用電設(shè)備對車輛最終的續(xù)航里程有著巨大的影響。當(dāng)下純電動汽車都具備電池加熱功能,每當(dāng)我們啟動車輛時(shí),由于動力電池溫度較低,為了能夠讓車輛有良好的動力性能,加熱系統(tǒng)都會為我們的動力電池進(jìn)行加熱,然而每加熱一次都會消耗大量續(xù)航里程。
那么加熱對續(xù)航影響有多大呢?從上面兩張圖的數(shù)據(jù)可以看出,車輛啟動時(shí)續(xù)航顯示442公里,在擁堵路況下5分鐘行駛了1公里后,此時(shí)剩余續(xù)航為437公里,直接掉落5公里。
之后用時(shí)14分鐘行駛了4.7公里,續(xù)航掉落12公里,隨著道路的暢通,電池溫度逐漸提升,實(shí)際續(xù)航與表顯續(xù)航掉落逐漸在接近,簡單來說就是續(xù)航變得越來實(shí)。
從上述數(shù)據(jù)我們可以看出,冬季車輛冷啟動對續(xù)航的影響有多大,然而機(jī)構(gòu)測試時(shí)基本都是將車輛充滿電一次性跑到趴窩,期間只有一次電池加熱過程。消費(fèi)者日常使用純電動車時(shí),基本上都是充滿電,早上車輛冷啟動后開車去上班,然后車停在單位放涼后下班后車輛再次冷啟動這樣往復(fù)使用,直到剩余續(xù)航不夠第二天使用才會繼續(xù)充電。
因此在充滿電到?jīng)]電的過程中有多次冷啟動(電池加熱費(fèi)電場景)的過程,因此按照正常上下班這種間斷性用車場景,最后的行駛里程一定比充滿電單次跑到趴窩(機(jī)構(gòu)測試場景)要更短。而且單程行駛距離越短,電池加熱次數(shù)越多續(xù)航縮水會更明顯。
車輛狀態(tài)和路況對續(xù)航影響巨大
除了以上冷啟動次數(shù)對車輛續(xù)航有影響之外,不同機(jī)構(gòu)測試?yán)m(xù)航時(shí)車輛的最初狀態(tài)對續(xù)航也有巨大影響。首先是車輛狀態(tài),大部分媒體測試車輛時(shí)車輛都是滿電狀態(tài),但滿電狀態(tài)可以分為兩種,一種是將車輛電量充滿后直接測試,還有一種是充滿后將車輛靜止一個(gè)晚上進(jìn)行測試。
兩種狀態(tài)的區(qū)別在于前者處于冷車狀態(tài),后者在充電時(shí)已經(jīng)使用充電樁輸入的電量對電池進(jìn)行了充分加熱。前者測試時(shí)啟動車輛,由于此時(shí)電池溫度較低,容量已經(jīng)隨溫度降低衰減,同時(shí)還要自放電為電池加熱。后者不僅省去了加熱的電量,由于充分加熱時(shí)車輛還處在充電狀態(tài),因此電池省去了加熱同時(shí)還擁有更高的容量。
如果兩種機(jī)構(gòu)使用了以上兩種不同方法,那么即使兩臺車行駛路線相同,最終的測試結(jié)果也會相差很多。
以上兩種狀態(tài)是一方面,其實(shí)冬季影響純電動車?yán)m(xù)航的另一個(gè)原因就是暖風(fēng)使用時(shí)間,而暖風(fēng)使用時(shí)間和我們的路況直接掛鉤。因?yàn)榕L(fēng)是以時(shí)間為單位來計(jì)算耗電量的,相同路程行駛時(shí)間越長暖風(fēng)耗電越多。最后簡單概括,越堵車越費(fèi)電。
機(jī)構(gòu)測試?yán)m(xù)航基本都會分為城市工況和高速工況,由于一天中城市內(nèi)的車流量不同,雖然涵蓋了早晚高峰,但大部分時(shí)間還處在暢通道路行駛。另外機(jī)構(gòu)測試還包含高速工況,這種暢通路況對純電動車冬季續(xù)航非常有利。然而用戶在實(shí)際用車過程中大部分都只是在早/晚高峰使用,行駛距離短,用時(shí)長的情況會讓續(xù)航大幅縮水,這也是實(shí)際使用與機(jī)構(gòu)測試數(shù)據(jù)有很大偏差的原因。