對(duì)于北方的朋友,尤其是東北的小伙伴來(lái)說(shuō),冬天零下二十多度似乎是家常便飯。而冬天下雪路滑,開(kāi)車(chē)出門(mén)的時(shí)候大家都知道要小心駕駛,不要急給油門(mén)不能急踩剎車(chē),只要足夠小心,再開(kāi)個(gè)暖風(fēng)什么的,其實(shí)也沒(méi)遭什么太大的罪。
不過(guò)有一些電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)主一到冬天可就犯愁了。沒(méi)錯(cuò),如果你家也有一輛電動(dòng)汽車(chē),那么一定知道我要說(shuō)什么。在冬天電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程會(huì)大幅縮短,不僅會(huì)影響我們出行的計(jì)劃,甚至有些朋友為了能夠省點(diǎn)電,不舍得開(kāi)暖風(fēng),車(chē)?yán)镘?chē)外幾乎一個(gè)溫度。這樣的體驗(yàn),讓人簡(jiǎn)直后悔當(dāng)初的選擇。
既然大家知道冬天電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航會(huì)減少,一定知道這低溫有關(guān)。但是為什么低溫會(huì)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航產(chǎn)生如此大的影響,相信還是有許多人并不是非常了解。
不過(guò)既然你誠(chéng)心誠(chéng)意的問(wèn)了,老司機(jī)就來(lái)大發(fā)慈悲的回答你吧。為什么已進(jìn)入到冬天,電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程要比廠商標(biāo)注的少很多,有些甚至?xí)_(dá)到三分之一以上呢?其實(shí)這就要從電動(dòng)汽車(chē)電池的原理說(shuō)起。
鋰電池特性
通常來(lái)說(shuō),目前市面上絕大多數(shù)的電動(dòng)汽車(chē)、甚至是電子數(shù)碼產(chǎn)品,使用的都是鋰離子電池,也就是我們常說(shuō)的鋰電池。而常見(jiàn)的電動(dòng)汽車(chē)鋰電池主要以磷酸鐵鋰、錳酸鋰和三元鋰電池為主。
鋰電池與我們常見(jiàn)的電池一樣,也分為正負(fù)兩極,其中所有的鋰離子都被保存到正極,而負(fù)極則是由石墨(碳)組成。在正負(fù)兩極之間則包括了電解液和隔膜。而鋰電池的放電過(guò)程就是鋰離子從負(fù)極到正極的移動(dòng)過(guò)程,而通過(guò)鋰電池的放電來(lái)為各種設(shè)備提供運(yùn)行所需的電能,也包括我們要說(shuō)的電動(dòng)汽車(chē)。
需要注意的是,鋰電池的正極并不是由單純的金屬鋰組成,由于鋰元素在空氣中極不穩(wěn)定,因此通常來(lái)說(shuō)鋰電池正極都是由包含鋰元素的化合物組成。而這種化合物也就是我們今天要給大家介紹的重點(diǎn)“目標(biāo)”。
在低溫環(huán)境下,電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航變短主要是因?yàn)闃O低的溫度會(huì)對(duì)鋰化合物活性產(chǎn)生影響。而目前鋰電池中最常見(jiàn)的化合物為磷酸鐵鋰,另外還包括了錳酸鋰等。而這些化合物在不同溫度下的活性,就決定了我們的電動(dòng)汽車(chē)鋰電池在不同溫度下的續(xù)航能力。
比如最常見(jiàn)的磷酸鐵鋰就具有相當(dāng)好的耐高溫特性,因此在20到40度的春夏具有最好的放電容量。但是到了北方的冬天,從圖表中我們就能看到隨著溫度的降低,活性逐漸下降,放電容量也會(huì)逐漸變少。尤其是在零下20度這種東北比較常見(jiàn)的低溫環(huán)境下,甚至?xí)咏?0%。而目前國(guó)內(nèi)以比亞迪為首的絕大多數(shù)國(guó)產(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)都采用的是磷酸鐵鋰電池。
而另外一種錳酸鋰化合物就和磷酸鐵鋰正好相反,它具有非常好的耐低溫性,在零下20度左右的環(huán)境中依然可以具有非常高的活性,電池的續(xù)航能力也不會(huì)受到太大的影響。而采用錳酸鋰電池最具代表性的車(chē)型就是在北美市場(chǎng)銷(xiāo)量很大的入門(mén)級(jí)電動(dòng)汽車(chē)日產(chǎn)Leaf。
但是磷酸鐵鋰和錳酸鋰電池都具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。雖然錳酸鋰更耐低溫,但是由于其能量密度低,因此會(huì)導(dǎo)致電池重量變得很大,大幅增加電動(dòng)汽車(chē)的自重。而磷酸鐵鋰雖然在低溫環(huán)境下放電容量會(huì)降低,但是由于其能量密度高,可以有效的降低電池的體積和重量。
因此到了特斯拉這樣最頂級(jí)的電動(dòng)汽車(chē)上,鋰電池的成份更加復(fù)雜了一些,變成了加入鈷元素的三元鋰電池,這樣做也是為了綜合各種元素受到溫度環(huán)境的影響而采取的一種最平衡的選擇。但是三元鋰電池同時(shí)也存在高溫安全性差,且PH值過(guò)高易使單體脹氣,進(jìn)而引發(fā)危險(xiǎn),同時(shí)造價(jià)較高。而作為目前全球頭號(hào)電動(dòng)汽車(chē)廠商的特斯拉就成為了三元鋰電池的忠實(shí)擁躉。
冬天為何續(xù)航縮水
至于為何電動(dòng)汽車(chē)一到冬天,那續(xù)航里程蹭蹭的往下掉,我們的手機(jī)一到特別冷的時(shí)候明明顯示電量充足但卻瞬時(shí)關(guān)機(jī),現(xiàn)在來(lái)看就顯得一目了然了。過(guò)低的溫度對(duì)鋰電池正負(fù)極的活性均產(chǎn)生了比較大的影響,因此在低溫條件下電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航能力顯然就不如其它季節(jié)這樣游刃有余。
為了提高鋰電池內(nèi)元素的活性,需要將電池的溫度恢復(fù)到最適宜的工作溫度才行,因此電動(dòng)汽車(chē)廠商會(huì)在車(chē)內(nèi)采取一些措施來(lái)為鋰電池“保溫”,而這一個(gè)過(guò)程同樣需要消耗電量。而電動(dòng)汽車(chē)在未充電的情況下,所有的電量都來(lái)自于車(chē)內(nèi)的鋰電池,因此我們印象中被縮水的鋰電池電量其實(shí)主要是被消耗在給電池保溫或者加熱的這個(gè)過(guò)程中。
比如特斯拉就為自己的三元鋰電池配備了非常先進(jìn)的熱管理方案,針對(duì)每一節(jié)單體電池都配備了液體循環(huán)溫度管理系統(tǒng),除了保證汽車(chē)在運(yùn)行時(shí)高溫狀態(tài)的散熱之外,在動(dòng)態(tài)低溫狀態(tài)下為了保持電池活性,甚至可以在停車(chē)的狀態(tài)下依然通過(guò)消耗電量給電池加熱,而這部分同樣也會(huì)消耗掉一定的電量。
而這也就解釋了為何冬天有時(shí)電動(dòng)汽車(chē)在剛開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)續(xù)航里程反而要比行駛了一段距離、消耗了一定電量后更多的狀況。因?yàn)殡S著鋰電池溫度的增加,電池內(nèi)化合物的活性逐漸恢復(fù),電池放電容量回歸到正常水平,從數(shù)據(jù)上看當(dāng)然就會(huì)讓續(xù)航里程變得更多。
因此簡(jiǎn)單的總結(jié)起來(lái)就是,如果冬天電動(dòng)汽車(chē)停放在室外或長(zhǎng)時(shí)間在低溫環(huán)境下停放,低溫會(huì)直接影響鋰電池的活性,而想要恢復(fù)電池活性就需要電量為電池加熱恢復(fù)溫度,而這部分被消耗掉的電量就是我們印象中電動(dòng)汽車(chē)冬天續(xù)航“縮水”的部分。
另外,作為冬季駕駛的常規(guī)操作,比如座椅加熱、玻璃除霜、空調(diào)暖風(fēng)等一些耗電量比較大的功能都要比春夏的時(shí)候消耗更多的電量。而這也會(huì)讓冬天電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航縮水的現(xiàn)象變得更明顯。
老司機(jī)支招
其實(shí)對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主來(lái)說(shuō),冬天舍不得開(kāi)空調(diào)、甚至戴手套開(kāi)車(chē)這種相當(dāng)影響使用體驗(yàn)和生活質(zhì)量的省電方法并不可取。畢竟我們買(mǎi)車(chē)就是為了提高生活品質(zhì),而如果為了省電而委曲求全就看起來(lái)得不償失了。
而老司機(jī)給大家想出的辦法,首先就是要保持良好的駕駛習(xí)慣,盡量勻速行駛,不要急踩油門(mén)剎車(chē)和高速行駛。要知道無(wú)論是電動(dòng)汽車(chē)還是傳統(tǒng)汽車(chē),良好的駕駛習(xí)慣絕對(duì)是節(jié)省電量或燃油經(jīng)濟(jì)性的法寶。比如國(guó)外就有特斯拉車(chē)主在保持39km/h勻速行駛、關(guān)閉空調(diào)和音箱的狀態(tài)下,總續(xù)航里程達(dá)到了驚人的728.7公里,在中提停車(chē)1小時(shí)休息的前提下開(kāi)了整整19小時(shí)40分鐘。
另外,我們還要從根本上來(lái)說(shuō)就是保證電池的活性,不讓電池的溫度太低。因此我們可以在冬天出門(mén)之前做好行程規(guī)劃,出發(fā)前事先將充電插頭連接到汽車(chē)上,用外部的電量來(lái)為鋰電池恢復(fù)溫度。
如果是家中有車(chē)庫(kù)的朋友來(lái)說(shuō)就更方便了,每次回家就可以直接將充電樁與汽車(chē)連接,讓電動(dòng)汽車(chē)時(shí)刻保持溫度。要知道現(xiàn)在不管是特斯拉、寶馬i3這樣的國(guó)際大牌還是國(guó)產(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)廠商,都已經(jīng)為自己的產(chǎn)品配備了充電管理系統(tǒng),因此就算整夜插在充電樁上也不會(huì)出現(xiàn)過(guò)度充電的問(wèn)題。這樣上所有耗電部件的能量皆來(lái)源于接入的電源,不會(huì)消耗電池的能量;同時(shí)車(chē)輛會(huì)根據(jù)需要,啟動(dòng)電池加熱,始終保持適當(dāng)?shù)仉姵販囟?,下一次駕駛開(kāi)始時(shí),車(chē)輛可迅速進(jìn)入最優(yōu)的功率輸出區(qū)間,也不會(huì)額外耗費(fèi)續(xù)航里程。
當(dāng)然,對(duì)于擁有別墅和車(chē)庫(kù)的土豪用戶來(lái)說(shuō),如果家中擁有獨(dú)立車(chē)庫(kù)并且還有暖氣的話,就完全不用這樣做了。