冬天續(xù)航大打折扣，純電動(dòng)汽車何時(shí)才能不怕冷

一到冬天，大家都會(huì)穿上厚厚的外套來保暖，絕不會(huì)讓自己被冷到；平時(shí)喜歡運(yùn)動(dòng)的小伙伴都覺得在冬天的時(shí)候放不開拳腳，運(yùn)動(dòng)量也隨之減少；可能因?yàn)榈搅硕?，人們需要保暖，所以才有了這種“惰性”。

其實(shí)，冬天不僅是人怕冷，純電動(dòng)車也怕冷。到了冬天，純電動(dòng)車就會(huì)出現(xiàn)很嚴(yán)重的掉電情況，上一秒明明還有百分之九十，下一秒突然就掉到了百分之七十，續(xù)航里程也因此大打折扣。那么問題來了，為什么純電動(dòng)車在冬季低溫下會(huì)受到這么大的影響？有沒有什么辦法能解決純電動(dòng)車在冬季低溫下續(xù)航里程的流失呢？

為什么電量會(huì)流失？

想要解決這個(gè)問題，我們要先了解最根本的問題在哪里，這是眾所周知的答案，是純電動(dòng)車的電池?，F(xiàn)在市面上的純電動(dòng)車大部分是使用鋰電池，而鋰電池在放電時(shí)主要是依靠化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)，溫度也是影響該化學(xué)反應(yīng)的重要因素之一。

鋰電池的兩極主要是依靠電解液來導(dǎo)電，如果溫度過低，電解液的流動(dòng)性就會(huì)變差，產(chǎn)生的電流就會(huì)越來越小；這種情況下，要么電解液直接被凝固停止反應(yīng)，要么是產(chǎn)生的電流不足以支撐用電。

用簡(jiǎn)單的話來解釋，就是電池內(nèi)部好像是一攤流動(dòng)的“液體”，當(dāng)溫度降低之后，越是接近電解液的凝固點(diǎn)，電解液就會(huì)越來越粘稠，隨后其就會(huì)被凝固，而鋰離子在電解液里面游不動(dòng)之后，鋰電池放電的能力就隨之下降，這就是純電動(dòng)車在冬季低溫情況下掉電快的原因。

傳統(tǒng)解決方式

面對(duì)這種問題，車企們和造車新勢(shì)力該如何解決呢？其實(shí)，最根本的方法就是要保證動(dòng)力電池在低溫情況下能保持一定的溫度，就像大家在低溫的時(shí)候穿衣服保暖或者是使用小太陽取暖一樣的道理。因此，廠商通常會(huì)采用以下兩種傳統(tǒng)動(dòng)力電池加熱系統(tǒng)，分別是恒定電阻加熱元件和可變電阻加熱元件。

恒定電阻加熱元件主要是由金屬加熱絲組成的熱膜，比如硅膠熱膜；而可變電阻加熱元件簡(jiǎn)稱為PTC電池加熱系統(tǒng)，PTC元件具有安全、熱轉(zhuǎn)換效率高、升溫迅速、自動(dòng)恒溫等優(yōu)點(diǎn)；由于陶瓷PTC元件的成本價(jià)格比較低，所以廠商較為常用。

以上兩種加熱方式就相當(dāng)于給動(dòng)力電池貼了一個(gè)“電熱暖寶寶”，通過“電熱暖寶寶”將電能轉(zhuǎn)化為熱能給動(dòng)力電池加熱。這種方法在一定程度上確實(shí)能解決動(dòng)力電池在冬季低溫情況下壽命降低的問題，但對(duì)于解決純電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程丟失的作用并不大。

其主要原因在于，雖然動(dòng)力電池容量不再會(huì)因?yàn)榈蜏囟档?，但“電熱暖寶寶”在加熱過程中所需要的電能依舊來自動(dòng)力電池，而電阻發(fā)熱式加熱的能耗本就不小，其效率并不算高，相當(dāng)于只能自給自足。試想一下，在如此寒冷的情況下，動(dòng)力電池的活性本來就下降了，還要抽取一部分電量給自己加熱，這無疑是雪上加霜。

充電保溫系統(tǒng)

對(duì)此，從目前各個(gè)車企和造車新勢(shì)力的改進(jìn)方法來看，它們采用了兩種不同的方法來解決這個(gè)問題。第一種方法是增加充電保溫功能，該方法同樣是加熱動(dòng)力電池，主要是在充電的時(shí)候用來自充電樁的電流來維持動(dòng)力電池的溫度，這樣就能夠避免使用車載動(dòng)力電池的電量，節(jié)省下來的電量就可以增加續(xù)航里程。

以國內(nèi)造車新勢(shì)力蔚來汽車為例，該品牌的充電保溫采用了交流預(yù)熱系統(tǒng)，直接讓電池自身發(fā)熱，減少了熱量浪費(fèi)，使其效率更高，但這種方法只能在交流慢充樁上使用。

當(dāng)然了，如果在充電過程中長(zhǎng)期開啟充電保溫功能的話就會(huì)浪費(fèi)不少電量。因此，有一些廠商專門設(shè)計(jì)了遙控預(yù)熱功能，可以在用車前通過APP開啟電池預(yù)熱，不僅能精準(zhǔn)預(yù)熱電池，還能為用戶節(jié)省成本。

除此之外，還有另外一種更高級(jí)的充電保溫系統(tǒng)，需要的材料能夠更好地儲(chǔ)存熱量達(dá)到保溫的效果。這種方法也是近幾年來國內(nèi)外廠商開發(fā)的新趨勢(shì)，該方法主要是將動(dòng)力電池的冷卻系統(tǒng)（該系統(tǒng)主要用于避免夏季和高負(fù)載下電機(jī)和電池的過熱）從自然冷卻和風(fēng)冷系統(tǒng)改為液冷系統(tǒng)，也稱為冷卻液恒溫系統(tǒng)（液冷恒溫系統(tǒng)）。

冷卻液恒溫系統(tǒng)采用的冷卻液比熱容較高，可以儲(chǔ)存更多的熱量，不僅能用于避免動(dòng)力電池和電機(jī)溫度過多升高，還能用來減緩溫度下降的速度，同時(shí)可以給動(dòng)力電池保溫。這么一來，純電動(dòng)車在充電時(shí)就能給動(dòng)力電池預(yù)熱，并可以儲(chǔ)存更多的熱量來維持電池的保溫時(shí)間，進(jìn)一步減少了從自身的動(dòng)力電池取電的情況，同時(shí)動(dòng)力電池在長(zhǎng)期高負(fù)載工作時(shí)溫度升高所產(chǎn)生的熱量也能被用在停車后的電池保溫上。

除了上面兩種充電保溫系統(tǒng)之外，還有PCM（Phase Change Material）電池加熱技術(shù)（變相材料預(yù)熱系統(tǒng)），該系統(tǒng)通過利用材料的變相潛熱，維持系統(tǒng)環(huán)境保持在恒定溫度范圍內(nèi)不變。只是目前該技術(shù)還在研發(fā)中，并沒有應(yīng)用到量產(chǎn)車上。

交流預(yù)熱系統(tǒng)

另外一種方法則是精準(zhǔn)地加熱電池，避免熱量的流失，這種方法的學(xué)名叫交流預(yù)熱系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，并且成本也低，不需要額外配置傳熱元件，利用一定頻率范圍的小幅值交流電直接用于電芯正負(fù)極，以短周期少量充放電的形式激發(fā)動(dòng)力電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的自身發(fā)熱。

如此一來，交流加熱系統(tǒng)需要一個(gè)調(diào)頻調(diào)壓的整流逆變電源，以及與之配合的BMS電池管理預(yù)熱策略，交互過程與PTC預(yù)熱過程有些相似；還需要增加一個(gè)變頻電源控制器，交互過程中需要BMS、變頻電源控制器和充電機(jī)三方參與，其過程由BMS為主導(dǎo)。

簡(jiǎn)單的來說，交流加熱系統(tǒng)相當(dāng)于一個(gè)加熱管線系統(tǒng)，可以更加精準(zhǔn)的加熱電池各個(gè)部件，其效率比傳統(tǒng)的PTC更加高；但目前該技術(shù)還在研發(fā)中，并沒有真正量產(chǎn)應(yīng)用。

走不一樣的路

當(dāng)然了，還有一些廠商另辟蹊徑。比如說國內(nèi)造車新勢(shì)力威馬汽車，該品牌采用的熱管理系統(tǒng)就是在純電動(dòng)車上增加一套小型的柴油發(fā)電機(jī)。這套系統(tǒng)利用柴油機(jī)工作發(fā)出的熱量來給電池組加熱，同時(shí)還能將熱量導(dǎo)入車內(nèi)，有效降低了開空調(diào)對(duì)電池的消耗，從而有效提升了冬季的續(xù)航表現(xiàn)，也解決了冬季不敢開暖風(fēng)的尷尬局面。

另外，據(jù)了解，未來領(lǐng)克ZERO concept量產(chǎn)車將搭載新一代的熱管理系統(tǒng)，由直接熱泵系統(tǒng)、電驅(qū)主動(dòng)加熱、電驅(qū)廢熱等幾個(gè)部分組合；這里面，直接式熱泵系統(tǒng)才是熱管理系統(tǒng)中的核心。

直接式系統(tǒng)運(yùn)行的原理就像變頻空調(diào)一樣，只不過其運(yùn)作方式就相當(dāng)于空調(diào)制冷的反向過程；該系統(tǒng)通過蒸發(fā)吸熱，冷卻放熱的原理，僅僅消耗小部分電能就能把外界的熱能送到車內(nèi)。

總結(jié)

冬季低溫確實(shí)是純電動(dòng)車的“敵人”，這也從側(cè)面反映出現(xiàn)在各個(gè)廠商在電池技術(shù)上遇到了瓶頸。小雷認(rèn)為，只有在固態(tài)電池的研究上有所突破才能解決冬季續(xù)航流失問題，因?yàn)楣虘B(tài)電池的工作適應(yīng)溫度范圍比較廣，能量密度更高，續(xù)航表現(xiàn)更加出色；如果廠商研發(fā)出固態(tài)動(dòng)力電池，那純電車突破低溫禁區(qū)不再是夢(mèng)，北方的朋友也能更加放心地購買純電動(dòng)車。

責(zé)任編輯：PSY