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北三元、南磷酸鐵鋰?電動汽車主的冬季“噩夢”

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年01月08日  

“我剛提車兩周多,目前續航大概在280km左右。說實話對這續航有點小失望,雖然了解冬天續航會縮水,但怎么也得到350(km)吧。”十二月二十一日,北京的比亞迪漢EV車主楊先生對21世紀經濟報道記者表示。


由于電動汽車牌指標即將到期,楊先生十一月購買了一輛比亞迪漢EV中配版車型,NEDC工況標準續航里程為550公里。“這幾年電動汽車的技術提升了,但是沒想到還是會有里程焦慮。”楊先生說。


家住北京市海淀區的特斯拉Model3車主肖先生告訴記者,在夏天一周充一次電就能夠滿足通勤,而現在一周至少得充兩次電,對此非常困擾。


由于沒有地下停車位,肖先生平時車輛停放在室外。“在零下的情況下,前一天晚上續航顯示還剩200公里,第二天一早去開車就顯示只有170公里了,30公里就不見了。沒有充電樁,沒有室內的車位,開電動汽車實在心累。”


電動汽車的冬季續航縮水有關電動汽車主帶來不少困擾。除了私家車的通勤障礙外,電動出租車司機的收入也受到了一些影響。


一位北京市的出租車司機告訴記者:“不開空調,有的乘客會有意見。開了空調,一天可能就只能開個200公里。我們喜歡跑遠距離的大單,賺得多,但現在有時候距離太遠了,沒辦法只能拒載。”


冬天似乎是電動汽車主的“噩夢”。盡管近幾年電動汽車的續航能力大幅提升,但冬季續航大幅縮水的難題仍然存在,部分電動汽車的續航里程甚至直接砍半。


“北方冬季續航縮水是所有電動汽車都面對的問題,能夠有NEDC里程的六折就已經不錯了。黃河以北地區的消費者,購買電動汽車的時候要謹慎考慮,最好家里有室內的固定車位和充電樁。”有汽車行業人士對21世紀經濟報道記者表示。


冬季電動汽車續航衰減重要受動力鋰離子電池特性、空調和轉動系阻力三個因素影響。圖ICphoto


低溫為何成續航“殺手”?


“20度左右是電動汽車最理想的工作溫度。簡單來說,環境溫度越低,續航縮水得也就越多。”有汽車行業人士向記者表示。


低溫為何會成為電動汽車續航的“殺手”?十二月二十三日,北汽新能源研究院副院長代康偉告訴21世紀經濟報道記者,冬季電動汽車續航衰減重要受動力鋰離子電池特性、空調和轉動系阻力三個因素影響。


“電池作為一個化學產品,化學反應其實都跟溫度有關。”代康偉表示。簡單來看,手機電池電量在冬天不耐用,純電動汽車同樣如此,這是鋰離子電池本身就存在的特點。


在低溫狀態下,電池內部的一些電解液會變得更加黏稠,包括鋰離子遷移的速率、材料本身的導電性都會進一步變差,使得電池活性降低,從而影響電池性能和容量揮發,對外表現為動力鋰離子電池可用容量的衰減。


這也是為何停了一晚的電動汽車續航里程會下降的原因。


例如,前一天停車的時候,儀表盤顯示的續航是在室外溫度、電池溫度與狀況等當下綜合情況下折算出能夠行駛的距離。但是,假如在室外零下的溫度下停放一晚之后,十幾個小時的擱置會讓電池變得非常地冷,在這個時刻電池的活性很低,續航自然也就會明顯地下降,有時候甚至會直接減少好幾十公里。


此外,冬季隨著氣溫下降,汽車的傳動系統阻力會出現變化。由于冬季空氣密度增大,導致整車的風阻和輪胎阻力都會加大,并且傳動系統里的潤滑油脂在氣溫降低后,效率也會發生變化,所以電動汽車在冬天用同樣的動力行駛,消耗的電量會比其他季節更多。


值得注意的是,空調是電動汽車在冬季的“電老虎”,這與車輛的空調能量來源有關。


“在冬天的時候,燃油車的熱源來自于發動機的預熱。發動機的轉化效率到動力上只有40%,剩下的60%熱量的轉換足以滿足我們乘員取暖的需求。但是電動汽車沒有了發動機的預熱,所有的加熱要能量源。”代康偉說。


據代康偉介紹,減少空調系統能耗是電動汽車公司一直在努力提升的技術方向,電動汽車已經歷了早期的“電加熱絲”和水暖加熱器,到目前的熱泵系統,以將制熱所需的損耗降到更低。她透露,以北汽新能源ARCFOXαT為例,采用熱泵系統,車輛電耗可降低5-8個百分點。


事實上,近幾年除了提升電動汽車的續航能力之外,車企也花了不少精力來降低電池在低溫下的效率縮減。例如,采用熱泵系統、電池系統的熱管理設計等。


盡管電動汽車的技術實力已經有了明顯進步,但是在動力鋰離子電池材料本身并沒有巨大變革的情況下,在生產端和設計段,電動汽車低溫續航縮水是客觀存在的問題。


有關北方電動汽車車主而言,在冬季要么多充電,要么就必須在各個方面上去節約。要指出的是,由于充電次數過多,會影響動力鋰離子電池的使用壽命。因此,在使用端節約用電,是北方電動汽車車重要考慮的問題。


有汽車行業專家告訴21世紀經濟報道記者,最簡單的做法是,在冬天盡量將車子停在室內車庫,而不是室外。同時,每天用完車就及時充電,盡量防止在低溫下長時間靜置。此外,在冬季,車輛應緩慢加速,保持勻速行駛,盡量防止猛加速、急給油門,導致車輛頻繁大功率的放電。


值得注意的是,不少電動汽車車主發現,在冬季車輛不僅耗電新增,充電也會變慢。


“可選擇在電動汽車停止行駛,電池尚有余溫時及時充電,從而使充電效率新增。假如是自有充電樁,若充完電還插著充電槍,其實有一定的保溫用途。”代康偉說。


事實上,除了續航縮水之外,有不少車主在接受21世紀經濟報道記者采訪時,表示出有關電動汽車二手車殘值的擔憂。


“在北方開電動汽車,電池使用壽命更短,電池的狀況肯定也會不如南方的車,本來二手車殘值就低,現在北方的車可能還要打個折。買電動汽車一定要慎重,現在假如重新選車,我可能會選一輛車電分離的車,對車輛殘值的焦慮可能會降低。”一位北京的電動汽車車主對21世紀經濟報道記者表示。


北三元、南磷酸鐵鋰?


今年,隨著比亞迪推出刀片電池以及國產特斯拉Model3采用寧德時代的磷酸鐵鋰離子電池,讓純電動乘用車的電池技術路線重新受到關注。


搭載磷酸鐵鋰離子電池,能夠降低電動汽車的成本,但是,磷酸鐵鋰離子電池的冬季續航能力也引發了新的爭議,無論是上汽通用五菱MiniEV、比亞迪漢EV還是磷酸鐵鋰離子電池版特斯拉Model3,低溫情況下續航縮水都較為嚴重。


有不少特斯拉Model3車主表示磷酸鐵鋰版本的電動汽車續航縮水更加明顯。不少汽車行業媒體的測評數據顯示,與三元鋰版本相比,磷酸鐵鋰的特斯拉Model3在低溫下續航明顯降低。


“磷酸鐵鋰離子電池低溫續航表現不如三元鋰,是由本身材料的差異決定的。三元材料是鎳鈷錳,它是層狀的結構。但是磷酸鐵鋰是一種八面體結構的形式。鋰離子在放電,正負極來回導通的過程中,二者的通道是不太相同的。層級結構,離子遷移的時候非常容易。但是,八面體在遷移的過程中,阻力更大、活性變低,導電率存在一些差異。”有汽車行業專家對記者表示。


值得注意的是,在冬季,磷酸鐵鋰離子電池在充電過程中還存在充電慢、充不滿電的問題。十二月二十五日,特斯拉客戶官微公布消息顯示:通過軟件升級,優化了磷酸鐵鋰車型沿途預熱功能。當使用大屏幕導航至超級充電站/第三方直流充電站時,行駛過程中車輛會提前加熱電池。在開始充電前,讓電池達到接近鋰電子活性的理想溫度,以提升充電效率,充電速度也會提升。


有觀點認為,相比之下,在北方選擇搭載三元鋰離子電池的電動汽車,更加合適。


“磷酸鐵鋰在冬季續航上的折損,以五菱宏光MiniEV為例,消費者的心理預期就是低價格為導向的,更能接受。但這些價格在20萬+的車型,從消費心理需求上來看,是有一定的落差的。我個人覺得,以黃河為分界線,北方大型車輛(B級以上整備質量更高)更適合使用三元電芯,磷酸鐵鋰離子電池會給用戶帶來一些挑戰,很容易在冬天心理崩潰。”汽車行業專家朱玉龍最后表示。


(作者:左茂軒編輯:張若思)


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