圖片來源@視覺中國(guó)
“一臺(tái)電車在夏天有多猛
,在冬天就有多坑
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!?/p>
眾所周知,盡管新能源汽車如今的行業(yè)滲透率已超過30%
,但仍有一部分人對(duì)新能源汽車“嗤之以鼻”
。其中的原因雖然各不相同
,但“冬季續(xù)航差”
、“天冷充電慢”一定榜上有名,尤其是冬季戶外溫度很低的北方地區(qū)
,純電動(dòng)車更是不受待見
。
【資料圖】
最近,被稱為“美國(guó)消協(xié)”的非營(yíng)利組織《消費(fèi)者報(bào)告》在三種溫度條件下對(duì)特斯拉Model Y長(zhǎng)續(xù)航版
、福特電馬Mustang Mach-E長(zhǎng)續(xù)航版
、現(xiàn)代Ioniq 5和大眾ID.4 Pro S四款車型聲稱的續(xù)航里程進(jìn)行了測(cè)試,以了解低溫天氣對(duì)電池有多大影響
。結(jié)果顯示
,這些純電動(dòng)車在冬季低溫狀態(tài)下的續(xù)航“大打折扣”,甚至達(dá)不到官方宣傳的70%
。那么,在這樣的現(xiàn)狀背后
,新能源車如何改變現(xiàn)狀
?這對(duì)國(guó)內(nèi)消費(fèi)者來說又會(huì)帶來怎樣的影響
?
續(xù)航大打折扣背后
,是低溫電池性能衰減關(guān)于此次新能源車的冬季續(xù)航測(cè)試,《消費(fèi)者報(bào)告》的測(cè)試較為全面嚴(yán)謹(jǐn)
,他們以固定速度對(duì)海外暢銷的純電動(dòng)汽車進(jìn)行了三種不同溫度下的續(xù)航測(cè)試,分別是-8℃的寒冷天氣
,18℃的溫和天氣以及29℃的溫暖天氣
,盡管在29℃的溫暖天氣下這些純電動(dòng)汽車的續(xù)航都能達(dá)到官方宣傳的續(xù)航成績(jī)
,但面對(duì)前兩種較低溫度時(shí)
,電動(dòng)車的續(xù)航均呈現(xiàn)了不同程度的衰減
。
尤其是-8℃的氣候條件下,特斯拉續(xù)航達(dá)成率為76.25%
,福特電馬續(xù)航達(dá)成率為69.59%
,現(xiàn)代Ioniq 5的續(xù)航達(dá)成率為71.36%,大眾ID.4 Pro S的續(xù)航達(dá)成率為70.73%
,這些車型均為美國(guó)當(dāng)下的暢銷車型
,然而從數(shù)據(jù)來看,它們均會(huì)在寒冷的冬季損耗至少24%的電能
,那么
,為什么電動(dòng)車電池會(huì)有如此大的衰減?
多位新能源汽車領(lǐng)域?qū)<抑赋?div id="jfovm50" class="index-wrap">,低溫環(huán)境會(huì)對(duì)電池的各項(xiàng)性能產(chǎn)生負(fù)面影響
,這不僅在純電汽車上存在,同樣也是混動(dòng)汽車要面對(duì)的痛點(diǎn)
。以目前大規(guī)模上車的鋰離子電池來說,低溫會(huì)使電池內(nèi)部的電阻增大
,導(dǎo)致電池實(shí)際供電功率下降
;同時(shí),低溫下電解質(zhì)活性降低
,電池可提供的總?cè)萘繙p少;再加上冬季低溫情況下
,車輛會(huì)加快消耗能量來獲得動(dòng)力及保證安全啟動(dòng)
,綜合起來導(dǎo)致電動(dòng)車電池會(huì)有較大程度衰減。
對(duì)于此
,中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)副理事長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士歐陽明高曾明確表示
,問題的核心實(shí)際上是能量問題——首先電芯性能在低溫下的下降
,同時(shí)制熱比制冷能耗更大
;其次是動(dòng)力系統(tǒng)效率的降低
,比如制動(dòng)能量回饋功能基本喪失,滾動(dòng)阻力也增大了
;最后還有估計(jì)的續(xù)航里程精準(zhǔn)度下降
,這也容易引起顧客的里程焦慮。他認(rèn)為
,針對(duì)這一問題
,當(dāng)前最重要的是提升整車集成的技術(shù)水平,也就是電動(dòng)汽車的節(jié)能水平
,而這也成為國(guó)內(nèi)新能源產(chǎn)業(yè)鏈解決這一痛點(diǎn)問題的思路。
國(guó)產(chǎn)“硬科技”供應(yīng)鏈,解決低溫續(xù)航問題
過去
,新能源汽車廠商面對(duì)冬季低溫狀態(tài)下電池化學(xué)性質(zhì)不夠活躍導(dǎo)致的續(xù)航衰減問題,采用了包括電阻絲
、PTC風(fēng)暖、PTC水暖等加熱技術(shù)
,通俗一點(diǎn)的理解,PTC就類似我們?nèi)粘I钪杏玫降碾姞C斗
、卷發(fā)棒等,是通過將電能轉(zhuǎn)化為熱能
,使電阻發(fā)熱來提高溫度
,從而保持電動(dòng)車電池正常啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)。然而
,PTC發(fā)熱耗電較大,持續(xù)加熱的過程甚至?xí)绊懙诫妱?dòng)車的續(xù)航
。
近年來
,國(guó)內(nèi)新能源產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)于冬季續(xù)航問題愈發(fā)關(guān)注,加上我國(guó)南北地區(qū)冬季溫度差異較大
,因此新能源產(chǎn)業(yè)鏈也陸續(xù)研發(fā)了包括熱泵空調(diào)、水加熱器等技術(shù)
,且部分技術(shù)已躋身世界先進(jìn)行列
。
特斯拉率先在Model Y上推出熱泵空調(diào),通過改變電動(dòng)車空調(diào)制冷劑的流向
,使冬天電動(dòng)車內(nèi)的蒸發(fā)器在反向循環(huán)中充當(dāng)冷凝器放熱,從而形成“熱源”
。因此只需要消耗小部分電能
,就能將外界大量熱量
,搬運(yùn)“泵”進(jìn)純電動(dòng)汽車內(nèi)
,成為熱泵
。
雖然這種熱泵空調(diào)的功耗確實(shí)更低,但面對(duì)氣溫非常低的情況則很難發(fā)揮作用
,根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)
,早期熱泵空調(diào)在室外溫度接近-18℃時(shí),耗費(fèi)1焦耳的能量
,也大概只能搬運(yùn)1焦耳的能量
。
不過近年來,以比亞迪為首的國(guó)內(nèi)新能源車企
,紛紛推出寬溫域熱泵技術(shù)
,運(yùn)用閥島結(jié)構(gòu)對(duì)制冷劑回路大部分控制組件進(jìn)行了集成,并通過將制冷劑回路和電機(jī)電控冷卻液回路進(jìn)行耦合
,將電機(jī)電控的熱量用于乘員艙制熱或者電池包制熱
,提高熱量利用效率,實(shí)現(xiàn)更寬的空調(diào)工作溫域(-30℃—60℃)以及更長(zhǎng)續(xù)航里程
。
另外一種創(chuàng)新技術(shù)——薄膜型水加熱器也在近年來不斷受到關(guān)注
。與以電阻絲加熱和PTC加熱為代表的上一代技術(shù)路徑相比,薄膜加熱的優(yōu)勢(shì)在于安全性更好
、性能更優(yōu)并且整體性價(jià)比更高,可以更好地滿足新能源汽車熱管理的需求
。薄膜加熱技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)“一機(jī)二用”
,為駕駛艙和電池系統(tǒng)同時(shí)提供加熱保溫,降低了整車成本
。
此外,傳統(tǒng)的PTC型水加熱器在應(yīng)用到800V高壓條件下時(shí)
,往往會(huì)存在較明顯的絕緣問題
,給整車帶來安全性問題,薄膜加熱技術(shù)用水管代替高壓線束
,既降低了間接成本,也提高了系統(tǒng)的可靠程度
,能夠應(yīng)對(duì)800V以上電壓
,有效解決當(dāng)下和未來新能源汽車電池低溫快充所遇到的痛點(diǎn)問題。
這一技術(shù)目前也已被我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)鏈牢牢掌握:就在前不久
,國(guó)內(nèi)首臺(tái)自主研發(fā)的800V 10kW 薄膜型水加熱器在鎮(zhèn)江海姆霍茲公司鎮(zhèn)江工廠成功量產(chǎn)并交付海外客戶
,而在全球范圍內(nèi)
,目前僅有為數(shù)不多的國(guó)外汽車零部件企業(yè)掌握該技術(shù),這顯示出我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)鏈正通過不同手段來共同解決過去曾經(jīng)困擾用戶的痛點(diǎn)難題
。
值得關(guān)注的“藍(lán)?div id="m50uktp" class="box-center"> !?/h2>
盡管截至目前,國(guó)內(nèi)新能源汽車保有量已超過1620萬輛
,但在當(dāng)前
,電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程焦慮愈發(fā)顯著,并可能影響到我國(guó)對(duì)新能源汽車的進(jìn)一步推廣