2001年,名叫雪村的“歌手”写了一首《东北人都是活雷锋》,靠着一则 Flash 的加持一夜成名。
二十多年之后,苦于电车续航的东北司机也许会这样重写歌词:“老张开车去东北~冻了!充电盖都打不开~傻了!门把手都冻僵了~暖气放着不敢开~咋了!老张想要充下电,充得少了车不干……"我估计也许依旧会火,因为太有共鸣了。
之前有位老铁说,一到辽宁,开着 21度暖气和两个座椅加热,续航直接“腰斩”;另外一位,从杭州开回沈阳,感慨这一路上冲了 14次电,光是耗在充电上就有八个半小时。
看今天这会儿,不少“头铁”的老铁已经启程回乡了。跑得早的,可能已经在半路,正盯着kuku掉电的仪表盘找充电桩呢。
开电车勇闯东北,低温环境里续航缩减只是第一步,启动不了车,车门、后视镜打不开,不敢开空调......才是更为艰巨的考验。
“为什么表显续航里程有 430公里,但实际只能开 240?”不少人会有类似疑问。
关于冬季续航缩减,根本原因在电池。无论是三元锂、还是磷酸铁锂,都需要遵循锂电池的电化学特性。
通常,锂离子最佳工作温度是 10℃-30℃上下,在低温环境下,正极材料的活性下降,以及电解液的黏度增大,导致电池内阻增加,放电性能变差。美国数据研究公司 Recurant 统计,电池包温度过低,会导致车平均至少损失 30%的续航里程。
除了驱动电机,冬季用车有大量额外的电能消耗。
首先,在低温下行驶时,热管理系统需要先给电池进行加热,保证电池“舒服”地工作。
同样在低温下充电时,也要先给电池预热。这是因为石墨负极的电化学极化加重,析出的金属锂容易形成锂枝晶,一是导致电池内阻增大,二是破坏 SEI 膜和电池隔膜,诱发短路。
另外,暖气是妥妥的电老虎。电车不像油车那样,可以利用内燃机产生的废热(循环后到散热片后给车内吹暖风),而是依靠电池供暖。
有数据表明,电车在低温开暖风空调,续航平均会有 40%的下降。
当然和温度和加热方式也有关系。一种是 PTC发热元件,跟电热毯、热得快一个原理。一种是热泵,跟空调一个原理,压缩机对吸入空气进行压缩产生高温气体,与车内空气进行交换。前者“烧电”,后者做热量的“搬运工”,可想而之哪一种电能损耗高。
用热泵比使用电阻加热器能更好地保持电动汽车的续航里程丨Recurrent
很多车企用“热泵+PTC辅助”,问题是,天气越冷,能搬运的热量就越少,需要 PTC加热,按 PTC平均值功率来算,开 1小时暖风,就要耗费 5度电。另外还需要打开座椅加热,除霜等。这样下来,电池制热和车内制暖基本耗掉了整车电量的一半。
挑战远不止这些。轮胎遇冷也不那么有弹性了。硬邦邦的轮胎滚动阻力变大,根据研究,这会让车整体续航再减少 12%。
甚至,风都能来坑你一把。冷空气密度变大,车辆整体收到的风阻也会增加。据测试,在 -7°C时,风阻比常温增加 10%左右,悄悄偷走你 2%的续航。
在“汽车之家”近期冬测上,23款纯电车型在寒冷(-15℃)天气下,续航达成率超过五成的仅有五款车型。
在“懂车帝”在黑河的冬测中,只有一款纯电 SUV续航达成率超过五成,纯电轿车最高 49.5%。
对于车企官方宣称的续航数据,和让人听完扭头就忘的电池、电控技术名词来说,这无异于“公开处刑”。
车企已经想了不少办法来应对极寒天气。在视为“圭臬”的固态电池(比如丰田称自己的固态电池充电十分钟,续航1200公里)大规模量产之前,增加电池续航,比如加大电池容量,改进电池包设计,优化热管理系统是车企在尝试缓解低温续航焦虑的手段。
所谓“热管理”是为车机在不同工况、不同热需求下提供合适工作温度的系统。除了保证车良好运行之外,还要通过工业设计来回收余热,实现热量有效利用,提升车的高低温适应性。是电池性能发挥的关键。
例如比亚迪的“脉冲自加热技术”,向电池内部发射高频脉冲电流,活跃电解质,利用电池自身内阻产生热量,避免外部加热元件可能带来的能源损失和加热不均匀问题。
小米热管理的核心是“双模热泵”。一个主热泵从车外面搬运空气里的热量,另一个间接热泵不仅能从车外面搬热量,还能把三电系统中的废热统一回收。
理想针对采用了“双层流空调箱”设计,对空调进气结构进行上下分层。上半部分空间跑外循环,引入适量外部新鲜空气,同时解决玻璃起雾问题。下半部分空间跑内循环,用更少能量消耗维持人体温暖。
Model Y 上首次采用了“八通阀”,将电池、电机、空调等多个热管理回路整合在一起,实现了更高的系统集成度。
使用不同热管理设计的车型在媒体冬测榜单上表现有好有坏。当然,好,也是相对的。在极寒条件下,几乎所有纯电车续航缩减得都很厉害。再次印证了那句话,“别看广告看疗效”。
所以真实情况是,2023 年全国新注册登记新能源汽车 743万辆,东三省总和不到 30万辆,占比 4%。基础设施的建设颇为同步,2023年,东三省的公共充电桩增量总和不到全国的 3%。
那个时候起,俺们东北就暗自发誓,要偷偷努力,然后惊艳所有人。
比如辽宁计划到 2025年全省建设的充电桩超过 5万个,满足 33万辆电车充电需求。吉林计划能有 1万个以上充电桩,满足 10万辆电车。
这俩省加一起计划的差不多是广东在2019年底的充电桩数量,62834台。
2024年,对 36个主要城市中心城区公用桩密度统计中,深圳公用桩密度最高,达到 201.7台/平方公里,东三省中唯一“上榜”城市大连,低于 10台/平方公里。
没法像油车一样轻松找到周边加油站,加油枪一怼十几分钟就满血复活,电车并不是随时都能完成能源补给,续航焦虑一部分也来自补能焦虑。
“别买电车,冬天续航减半”;“没事儿,我就开车上下班,路程短,家里单位都能充。”
“还有,一开暖风kuku费电”;“我多穿点呗,抗造。”
“那跑长途怎么办?都得排队”;“谁开电车跑高速啊。”
是啊,谁冬天开电车跑高速啊。
有媒体统计,G1京哈高速上有 27座充电站,而长度差不多的G2京沪高速则有 32座充电站。
如果沿 G25长深高速、G45大广高速从北京到哈尔滨,仅有分别 20座和 25座充电站能补给。
很多服务区可用充电少只有 4个,很难消化高峰期的补能需求。而且不仅充电站数量少,主流车企投入建设的快充站、换电站也更少。在 G25平泉服务区,曾有一位蔚来车主称前后数百公里无可用换电站,只能排队充电。
目前,快充桩一般 1.5小时可以充满一台车,慢充桩需要 8-10小时。满负荷状态下,快充桩一天能充 16台车,慢充桩 3台。
前面说,低温影响放电,同时也会让充电曲线上升也会变慢。很多研究室都有类似报告,在 0℃和 25℃的环境给电动车各充电 30分钟,前者比后者少充 36%。
当温度环境降至 -5°C或更低时,充电时长比 10°C以上平均延长 25分钟(或14%),车得多充 2.7度电(多17%)。
除了电池本身材料、电化学反应都受到低温影响。BMS(电池管理系统)会开启保护机制。刚充上电时,得先给电池预热,BMS会根据电池温度调整充电功率,电池组预热到一定温度后,充电功率才能上来。
综上,冬天的北方地区还是不适合纯电车型出行,插混和增程式车型会更适合。
而且你会发现,续航不是唯一头疼的地方,这一路上将会遇到各种 bug。
懂车帝冬测中,奔驰 EQE出现户外静置导致小电瓶亏电,车挂不了挡。小电瓶一般负责车辆的启动、解锁、灯光、各类仪表屏等低压电器的供电。
当然很多油车也会出现小电瓶被冻没电的问题。而低温导致后视镜打不开,门把手故障,车门打不开也关不上的,才是独属于电车车主的“心寒”。
一些老司机给出上路忠告。
在路程和充电上提前做好规划,明确沿途充电站点。避免过充和过放对电池造成损伤,剩余电量在 30%左右充电是一个较为科学合理的选择,留足电量去排队。
如果长途旅行,需要过夜。停车前车上至少保留一半电量,避免隔日亏电。也要对车做好保温措施。比连续驾驶更可怕是室外冷沉浸。
而连续驾驶时,也要尽可能维持整车在一个合适的工作温度。避免多停,停太久,要经常重新热车。这样也能“抠”出来不少续航。
另外就是驾车习惯,避免大脚油门大脚刹车。座椅加热和方向盘加热要比开暖风省电。在用电不紧张的场合,提前热车开暖风,做好用电规划。
最后,一路顺风。
[1] https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MDkwNDIxNA==&mid=2655158433&idx=1&sn=ddf2b1708b5f79a93b803fa9e5792534&chksm=8542496de5c343ede0de349e6a46fe278437f1ad106660b38102f4735938de5168f0ee04300b&scene=27
[2] https://finance.sina.com.cn/tech/roll/2024-10-08/doc-incrvwyv0292118.shtml
[3] https://36kr.com/p/2601587955120769
[4] https://finance.sina.cn/2023-01-23/detail-imyccumt1600118.d.html
[5] https://news.qq.com/rain/a/20240207A00U8O00
[6] https://www.ufinebattery.com/blog/lithium-battery-temperature-range-everything-you-need-to-know/
[7] https://nev.ofweek.com/2024-02/ART-77012-8420-30625912.html
[8] https://www.recurrentauto.com/questions/is-cabin-heat-killing-your-winter-ev-range
[9] https://www.163.com/dy/article/JK6R0LV90527S33Q.html
[10] https://www.sohu.com/a/842312297_121850794
[11] https://chejiahao.autohome.com.cn/info/18389724
[12] https://evchargingsummit.com/blog/what-ev-carmakers-are-doing-to-increase-range-in-cold-weather/
[13] https://www.bilibili.com/video/BV1EmcteBERs/?vd_source=5d3a109e7324812f6f32a7230e36052d
[14] http://www.jiguo.com/article/article/117450.html
[15] https://www.163.com/dy/article/HPRKN4V9053469M5.html?f=post2020_dy_recommends
[16] https://www.flo.com/insights/do-ev-drivers-charge-more-in-the-cold/
[17] https://www.foxweather.com/extreme-weather/arctic-blast-electric-vehicle-reduced-range-slow-charging
作者:宛潼
编辑:沈知涵
封面图来源:Gilmore Girls