[电动汽车冬天耗电还是夏天耗电]为什么电动汽车冬季行驶能耗增加?

而且乍一看,所有电动车的纸面参数似乎都差不多,然后能实现的“智能”功能也大相径庭。最终消费者能够感知并做出选择的,往往是品牌外观空间等因素。

当然,纸张参数同质化是好事。各厂商八仙过海各显神通,至少在消费者更在意的“产品力”上,他们可以做出你中有我的区分;这说明电动车行业越来越成熟,消费者的选择空间越来越大。

但是,看过经典武侠小说的人都知道,里面的绝世高手往往看起来很普通,却总能凭借多年的造诣,在关键时刻惊艳全场。其实有一种哲学思维,就是透过现象看本质;那就是不要被表象所迷惑,因为真正决定水平的是那些一眼看不透的东西。

所以,如果把这些车当做武侠小说的人物,那么即将到来的冬天就是比武大会,有没有真本事,试一试就知道了。

谁动了电动车的“耐力”?

虽然从发展速度上来说,电动车的接受度越来越高,但毫无疑问,阻碍人们全面拥抱电动车的最大元凶,依然是电池续航这个老生常谈的问题。

尤其是在寒冷的冬天,这个问题尤为突出。

坦率地说,冬季车辆行驶能耗增加并不是电动车独有的现象。燃油车在冬季油耗会增加,但电动车对低温更“敏感”。

冬季油耗增加是因为冷却水和机油温度低,导致发动机在最佳工作温度范围内不做功,燃油没有得到充分利用,从而被浪费。

对于电动汽车来说,冬季能耗增加。一方面,电机和电池不在最佳工作温度范围内工作,降低了电机的效率,限制了电池的性能。另一方面,电动汽车需要消耗电能来加热电机电池和乘客舱。

不同的是,燃油车为动力系统和乘员舱提供热量,几乎没有额外负担,而电动汽车消耗的能量更多。

原因是燃油车消耗的能量有60%-70%是以热量的形式浪费掉的,而电动汽车只有10%左右的能量会转化为热量。即燃油车加热冷却液机油和乘员舱,这是“废物利用”,而电动汽车利用原本用于行驶的能量来提供热量。

另外,更重要的是,电动车无论搭载多少kWh的电池组,都比不上一箱油的能量大小。

一升汽油所含的能量相当于8.9千瓦小时的电能。按一辆燃油车50升油箱计算,折算功率约为445 kWh,而目前市面上纯电动汽车搭载的电池组一般在50kWh-100 kWh之间,相比之下,燃油车搭载的能量约为纯电动汽车的4-9倍。

也就是说,燃油车本来就能量“丰富”,浪费的能量在冬天回收,所以不会对续航有太大影响;但是,电动汽车携带的能量是有限的,当其中一部分被分配到冬季提供热量时,会对电池寿命产生显著影响。

但同时也意味着,花在燃气上的400元佑,近300元,全部促成了温室效应,剩下的100元实现了只需要几十块钱的电动车续航里程。

冬季续航下降的另一个更重要的原因是电池。

虽然各种电动车使用的电池略有不同,但基本上可以分为两类:三元锂电池和磷酸铁锂电池。目前同类电池中,电芯级别的低温性能相差不大。

由于材料本身的性质,打个形象的比喻,锂电池中的大量锂离子就像一群孩子。天气冷导致大家参加活动的意愿降低,甚至小群孩子也变暖。即使教师强迫

但从正极材料的分子结构来看,三元锂电池的“教室门”更宽敞,而磷酸铁锂电池的“教室门”则没那么窄,所以磷酸铁锂电池在低温下性能下降会更严重。

正是这种结构决定了三元锂电池的能量密度和充放电性能,比磷酸铁锂电池要好得多,而磷酸铁锂电池更稳定,更安全。但后来通过碳包覆技术和纳米材料技术,磷酸铁锂电池的充放电性能有了很大的提升,能量密度也有了相当大的提高。

一般来说,三元锂电池的低温性能比磷酸铁锂电池好,但两种电池的低温性能都会受到很大限制。对低温电池的暂时影响是电池内阻增大,锂离子包覆现象等等,导致可用容量和放电率下降。如果长时间在低温下使用,还会对电池造成永久性损伤。

因此,在低温下,需要对电池进行加热,以达到更好的性能循环寿命和安全性。尤其是冬天,在使用电动车之前,如果先对车辆进行预热,不仅上车后会有很好的用车体验,而且预热期间加上后续行驶一定距离所消耗的能量也远远小于直接冷却车辆行驶相同距离所消耗的能量。

这是因为通过预热车辆,用较少的电能将电池和电机加热到最佳温度,大大提高了行驶阶段的效率,从而使综合续航时间与夏季几乎相同。

换句话说,对于车企来说,想要提高电动车冬季续航性能,就不得不从系统层面考虑,而这一部分恰恰是各家公司真正展现“内功”的时候。

武林秘籍《热泵》?

电动车冬季续航能力其实可以归结为一个问题:提供热量,效率越高效果越明显。

目前大部分纯电动汽车的加热系统是PTC加热,其能效比是1。考虑到3,000 W的功率,那么满功率开热风一个小时就要消耗3kWh的电,这对于百公里耗电10-20kWh的纯电动车来说无疑是“奢侈消费”。

特斯拉作为行业标杆,提出了利用热泵大幅提高效率的计划。

热泵,简单理解就是通过压缩机将气体强制变成液体,从而释放热能实现能量的“输送”;换句话说,家用空调是反着用的。它最大的特点是可以达到“四两拨千斤”的效果,即从低温吸收热能,然后输送到需要的地方,大大提高了制热效率,在适宜的环境下能效比可以达到3。

但是,热泵,特斯拉,并不是第一个用在电动汽车上的,也不是什么新鲜事物。它在家用电器和工业中已经使用了很长时间。但不同的是,特斯拉不仅优化了热泵本身的设计,还创新了整个热管理系统的软硬件。

首先,传统热泵空调在极寒天气下存在制热效率低成本高等缺点。特斯拉热泵系统在传统热泵运行原理的基础上,可以充分利用外部自然能源电机和电池的余热进行加热,提高了效率,降低了成本。

最后,复杂的集成系统需要智能控制来实现精确和最优的结果。特斯拉自主研发的软件可以在感知外界和自身系统温度的基础上,智能调节热泵的工作模式,包括COP_high高能效模式COP_blend混合模式和COP_1低能效模式。模式切换可以大大提高系统的工作效率,最终达到降低能耗提高冬季续航能力最大化能源利用效率的目的。

因此,即使电动汽车采用热泵,实际效果也很可能大不相同,取决于ove

得益于基于传统热泵的自主创新,特斯拉车辆的冬季驾驶体验大幅提升。老司机们不难看出,即使在寒冷的天气里,特斯拉的耗电量也保持在合理的范围内,充电速度几乎和平时一样。甚至在掌握了一些小技巧之后,体验还能更上一层楼。

比如提前开启手机上的“准时启动”功能,预热电池,加热驾驶舱,不仅上车后暖意如春,还能帮助车辆提高效率,降低能耗,而且没有燃油车那种磨人的“热车”环节。充电前,使用“路线规划”功能,在前往超级充电站的途中提前预热电池,提高充电速度。

冬天即将来临。但真正有“内功”御寒的车企已经准备好了。


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