“冬季电动车续航里程缩短、充电速度减慢、开空调耗电量大等”,随着冬季的来临,新能源汽车的续航问题再次成为消费者关注的焦点。
12月23日,围绕冬季续航和冬季用车等备受关注的问题,北汽新能源研究院副院长代康伟在媒体分享会上进行了讲解。她认为,冬季电动车续航衰减主要受电池、空调系统和转动系阻力三个因素影响。
冬季电池衰减与动力电池工作原理密切相关
冬季电动车存在一个共同的问题——电池衰减导致续航里程打折扣。但低温下电池容量为什么会衰减,系统可用电量为什么会减少?
对此,代康伟表示,这与动力电池的工作原理密切相关。“电池作为一个化学产品,涉及化学的反应其实都跟温度有关。”低温状态下,电池内部的一些电解液会变得更加黏稠,包括锂离子迁移的速率、材料本身的导电性都会进一步变差,使得电池活性降低,从而影响电池性能和容量挥发,对外表现为动力电池可用容量的衰减。
“面对低温电池衰减,行业内普遍做法是通过PTC加热系统(正温度系数很大的元器件)给电池加热,让其处于正常的工作状态,最大发挥电池充放电效率。”代康伟透露,即车端通过PTC加热系统来对冷却液进行加热,加热后的冷却液流入电池热管理流道,就像地暖一样对电池进行升温加热。
但在她看来,“地暖”升温速度还不够快。为了提升加热速率、减少用户等待时间,除PTC加热方式外,北汽新能源还在研究超低温冷启动和全气候电池两项技术。
据代康伟介绍,超低温冷启动的原理是利用低温下电芯内阻增大的特性,通过高频大电流脉冲充/放电实现快速加热效果。与传统PTC加热方式比,由于电芯内自发热,这项技术温度一致性更好。简单理解,即是动力电池在低温状态下大部分能量被封存,通过北汽新能源电池速加热技术,利用少部分能量便可以快速及稳定地提升电池温度。全气候电池则是通过给电芯间镍片通电生热的方式,快速向电芯传热使其升温。“今北汽新能源在黑龙江成功进行了低温测试,电池温度从-18℃到18℃仅用了300秒左右,实现了一定的技术突破。”
空调系统、车辆转动系阻力也是影响冬季电动车续航下降的重要因素
除电池的性能外,电动车在冬季往往还会面临暖风加热耗电大的问题,导致整体续航里程减少。
代康伟称,冬季的空调采暖对于电动汽车来说就是“电老虎”。燃油车空调系统的热源来自发动机余热。发动机的转化效率用在动力上仅占40%,剩余60%的热量转换完全可以满足驾乘人员空调采暖的需求。但由于电动汽车没有发动机,所有加热的需求都需要动力电池这个新的加热源去解决,因此空调系统的使用也成为电动汽车冬季续航下降的一个重要因素。
代康伟介绍,在空调系统上,电动汽车已经历了早期的“电加热丝”和水暖加热器,到目前的热泵系统,其实都是将制热所需的损耗降到更低。她表示,热泵系统简单描述就是高温制冷空调回路倒过来用,冬天制造环境温度更冷的冷媒去吸收环境的热量,然后再把这部分从环境中吸收的热量搬运进乘员舱,类似可以将低处的水,泵到高处的“水泵”。代康伟透露,以ARCFOX αT为例,采用热泵系统,车辆电耗可降低5到8个百分点。
但她认为,常规的热泵系统有一定环境温度的局限性,一般只能适应零下10摄氏度以上且效率会随温度降低而降低。“目前比较前沿的技术是二氧化碳热泵系统的开发。该系统可在零下30摄氏度的环境内工作,且采暖效率比现在高30%以上,续驶里程可提升15%。目前我们正在做这方面的技术储备,并已经开展了实车测试。”
“第个三因素就是冬季随着气温下降,汽车的传动系统阻力会产生变化。”代康伟称,由于冬季空气密度增大,导致整车的风阻和轮胎阻力都会加大,并且传动系统里的润滑油脂在气温降低后,效率也会发生变化,所以电动汽车在冬天用同样的动力行驶,消耗的电量会比其他季节更多。
此外,代康伟还对冬季电动车节电提出了一些建议。她提到,很多电动车车主会发现,在冬季车辆不仅耗电增加,充电也会变慢。对此,可选择在电动车停止行驶,电池尚有余温时及时充电,从而使充电效率增加。如果是自有充电桩,若充完电还插着充电枪,其实有一定的保温作用。