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多年以后,新能源汽车电池更“抗冻”了吗
2019-11-28 11:21:33    来源:腾讯汽车  
相比于汽车行业的“寒冬”,新能源车主们更担心真实的冬天。

近日随着气温的不断降低,电动车主似乎又要迎来一年一度的比惨大赛。每年冬天,电动车的低温里程衰减问题都会给段子手们提供不少素材,包括但不限于半路没电推车、穿羽绒服不开暖风、柴油救援、车内电暖器等。


然而这么多年过去,新能源、新势力在某种程度上讲已经不算“全新”了,从产品上看,主流车型的屏幕越来越大,车机越来越智能,续航越来越高——发展如斯,低温状态下的续航表现是否也已经随之精进不成问题,还是始终在拖新能源地后腿呢?


低温:锂电池天敌之一

电池衰减问题不只出现在汽车上,很多人都有过这样的体验:在寒风凛冽的冬天玩手机,电量掉的飞快,一分钟前看还剩百分之十五的电量,一分钟后突然就自动关机了。

一切都是因为低温所导致的电池活性降低。众所周知,无论是磷酸铁锂电池还是三元锂电池,其充放电的过程就是电池内部电子转移的过程。而在低温环境下,电解液粘度增大,离子的转移会受到更大阻力,大大降低充放电的效率(是的,低温下充电也会受到影响),进而影响到电池的容量和续航。

与此同时,空调暖风制热对电动车来讲也是个难题,和传统燃油车可以利用发动机产生的热量不同,电动车的空调主要依靠动力电池,巨大的消耗也会使续航里程进一步缩短。这也是不少车主宁可挨冻也不愿开空调的原因。


美国汽车协会(AAA)之前曾对数款电动车进行低温测试,数据显示,当温度下降到约零下6摄氏度时,电动车的平均行驶里程减少了41%。而我国前不久刚刚发布的新能源汽车评价规程中也涉及了电动汽车低温里程衰减的相关内容,在其首次测评发现,同在WLTC工况下测试,4款车低温行驶的续驶里程缩减幅度27%到51%。


在我国大多数地区,电动汽车都要或多或少面临低温环境行驶的问题,因此如何解决这一问题成了重中之重。“进军东北”也成了一个危险又诱人的梦想。

新能源过冬方法论

最为简单粗暴的当然是——增大电池容量。随着电池在数量和能量密度上的不断发展,如今电动车的主流续航已从之前的200-300km升至400-500km,甚至不断有600km+的产品出现。此举相应地也提升了车辆低温续航能力,然而这个靠不断堆料的方法显然是治标不治本。

因此最根本的还是从温度出发:既然低温电池表现差,给它创造适合的温度环境不就行了?于是电池热管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM,简称BMS)应运而生。


电池热管理系统是利用各种手段让电池在工作时始终处于合适的温度区间,从而减少温度过低或过高给电池带来的损耗或安全隐患。例如独立的风冷、液冷系统,PTC电加温系统,电池低温预热技术等,当然,这些技术也要消耗动力电池的电量。

最近也有一些基于油电混合加热的产品出现,例如威马的第二代电池热管理系统便包含了外置的柴油加热装置,可以利用柴油产生的热量维持电池的温度,并“支援”驾驶舱内的暖风系统,从而为车辆增加100km左右的续航。理想ONE作为一款增程式电动车也可以利用增程器的热量为电池组和空调加热。

除了对电池的单独照顾,从整车角度考虑热管理方案也有利于电池能量的利用效率。例如大陆集团最近推出的热管理方案将电池热管理、电机循环系统、空调热泵与压缩机等各个热循环联系在一起,进行集成化管理,让多余的热量和动能反向补偿回整套系统当中,实现多余热量与动能的二次利用。根据其数据显示,在相同的-10°C低温下,搭载这套系统的电动汽车续航能力能够提高25%左右。


当然,还可以从空调入手。许多车型例如广汽新能源的Aion LX、荣威Marvel X等如今已配备了热泵空调,虽然仍有诸如低温状态下制热时间较长等缺点,但与传统的PTC空调制热方案相比,热泵空调的确能够大大降低能耗。


以蔚来为代表的换电模式也是一种伴随着争议的迂回的解决方式。考虑到出租车和共享汽车的使用场景,北汽新能源的换电站计划也在实施中。相比电池、车身的技术,这种模式更多涉及到的是成本和运营模式。

虽然电池的相关参数随着技术的发展不断提升,但低温环境仍是锂电池无法克服的一个弱点。除了厂家安排的各种解决方案,用户在不影响驾乘体验的前提下养成适合电动车的用车习惯也能起到一定的作用。从新能源整体发展来看,而其他的技术路线也能对锂电池汽车形成有效的补充。例如最近比较火的氢燃料电池汽车,便可以在低温环境中正常行驶,续航基本不受影响。

无论在全球范围还是在我国,市场环境、使用场景的差异性非常大,同一种标准已经不太能适用于所有情况,需要针对地域、使用习惯甚至季节温度的差异来打造更加个性化的产品。也许在不久以后,我们真的能够看到专门为冬季、为极寒地区而生的新能源汽车了。
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