续航缩水无疑是低温天气对新能源车的最大影响。
车辆续航水平“拦腰砍半”、充电功率犹如“涓涓细流”,充电枪被冻在“冰封王座”……每年冬天,「新能源汽车低温究竟好不好用、能不能用」的问题就开始冲上热搜。
对于新能源汽车来说,其最核心部件电池,受低温环境的影响较大,低温导致能耗的陡增、续航的缩水等一系列问题。每一次寒潮来袭,对新能源来说,毫无疑问都是一次大考。
为什么低温会导致续航降低?很多人认为,低温导致新能源车续航降低,是电池放电性能变差。
这不全对。新能源汽车在低温环境下的续航衰减是由多方面因素引起的,我们可以分成以下几方面来看。
1、首先是上面提到的低温环境下电池活性降低,导致放电性能变差,这的确是新能源车续航降低最主要的原因之一。目前车企所大规模使用的,都是锂离子电池。
锂离子电池的特性,就是在-30℃到45℃气温范围内,电池放电均压和放电容量均随温度的降低而降低,也就是说温度越低,“放电折扣”越大,新能源车的续航里程自然也同步下滑。
2、其次是热管理系统能耗增加。温度越低,电驱系统及其他相关部件产生的“可利用废热”越低,空调系统在热管理系统中所需承担的功耗也就越高,因此空调系统在冬季对整车能耗的影响更大。
众所周知,空调制热是比制冷更耗电的,这是一方面;另一方面如果是纯电车,当下的主流方案都是热泵+PTC电辅热技术(一个热知识,家里空调也有电辅热,能够通过电加热帮助空调更快升温),低温对热泵的工作效率影响很大,需要更快升温,相对高能耗的电辅热高功率运作也加剧了能耗的提升。
同时,行业普遍认为,锂离子电池的最佳工作温度区间为20℃~30℃,低温大功率充放电会对电池造成不可逆的容量损失,因此低温环境下,新能源车需要做电池预加热,进一步提升了车辆热管理的能耗。
3、此外,冬季空气密度提升,行车风阻增大、冬季胎加上胎压变低滚阻增大,以及在雪地、湿滑路面行驶更容易有频繁加速减速甚至急刹车的驾驶行为,这都会造成电能的浪费,降低续航里程。
既然冬季低温环境对新能源车续航有这么多影响,那车企都是如何应对的?
冬季极寒测试,对车企的产品开发来说,是必不可少了一环。当下提升新能源车冬季续航的主要手段,包括但不限于以下几个:
改善电池结构和保温材料,给电池“多穿点”,做好保暖工作,比如气凝胶隔热片,在当下已经被越来越多的电池包应用。做好电池预加热控制标定,在热量富余的情况下,比如可以把电池加热到更高的合适温度,更好地利用“余热”。提升对热量的使用效率,比如用热泵,使用空气能的热泵COP是大于1的(COP指的是整个空调的综合能效比,是衡量整个系统能效的重要指标,COP越高能效越好),能够直接将外界热量搬运到汽车内部,从而实现“1份电量”获得“多份热量”,减少空调系统能耗。在极低温工况下,再使用PTC辅热介入;另外行业内还有取消PTC的方案,超高效的热泵+自发热管理,利用多通阀保证稳定的压缩机进气压力,进而保证热泵的正常工作,这就进一步提升了热管理效率。打造高效电驱方案,保证高动力输出的同时,降低能量损失,当下的趋势有提升转速提升高效运转区间,还有提升槽满率等。做好低温动能回收标定优化,尽可能地节约、回收每一份能量。其实车企在提升新能源车的冬季续航方面,还是做了相当多的功课的。
当然,说到这里,还是不得不提车企对新能源车在低温工况下标定和取舍。
因为车企的标定,都应该以人为本,以用户的体验为核心的,面对人的安全、舒适,和车辆的性能、续航之间都要去做取舍。
比如在冬季的时候,车企通常要优先保证到座舱的温暖舒适性,当座舱舒适和更长续航产生冲突时,就有所取舍。因为极端低温工况下的乘员舱温度,直接关系到车辆乘员的安全问题,零下30度同样设定座舱23℃,不同车辆的标定是完全不同的,比如有的车空调出风口温度可以达到40℃,有的车空调则只能吹10℃的风,要是座舱一直加不上温度,这时候就应该毫不犹豫牺牲续航。保障乘员舒适性,是责任,保障乘员安全性,这是底线,车企不会一味追求表面上的长续航。
另外,前文也提到,电池作为新能源车的核心部件之一,电池的过冲过放都降低寿命和安全性,在严寒环境下这个问题更加突出。让电池包尽可能保持在20℃~30℃,那么电池无论活性、寿命、安全性都会控制在一个较佳的平衡状态,优秀的车辆热管理,会尽可能让车辆的电池包保持在这个温度。但从续航角度看,较多的能量被用在电池的恒温管理上,自然会一定程度损失车辆的续航,但这往往是有必要的。
从上面可以看得出来,纯电车由于非常依赖电池,所以受到低温影响巨大,所以在较为寒冷的北方,可油可电的PHEV车型,可能是一个更优秀的选择。当然,PHEV车型的冬季标定也有讲究。如果是单挡DHT,动力本身就偏弱,整体的功率权衡上,保障一定的动力系统功率诉求是为了脱困等场景的安全考量,但这也可能会牺牲一定的座舱舒适度,比如我们会觉得座舱的温度不够高。
但如果采用多挡DHT方案的话,车辆拥有充足的动力备份,不用担心低温动力的衰退,更多的功率可以被用在座舱更适宜温度的保持上。
PHEV混动车型还有一点额外优势,那就是在冬天更好地利用发动机热量,来减少能源的消耗。
所以新能源续航在冬季的衰减,不仅仅是由是由一个个客观变量综合造成的,同时也有厂商标定的平衡和取舍。在做冬季续航测试的时候,需要充分考虑厂商的标定逻辑,以专业化的方式控制变量非常关键,这样,才能够得出相对严谨的测试结论。
当然了,低温天气对车辆不仅有续航的考验,还对路面的驾驶安全性也有较大影响。
比如两驱车型尤其是后驱车在雪地里起步,如果车辆有雪地模式的话,尽量打开雪地模式,尽量不要踩大力踩油门;即便面对车辆打滑,尽量避免急刹,尽可能去点刹,否则容易导致车辆失去平衡而产生更严重的危险。
如果你有一辆领克08 EM-P之类的四驱车型的话,就能降低更多的冬季行车焦虑,四驱即便是遇到车辆打滑的情况,不要惊慌,往往只需要轻踩油门就可以恢复抓地力。当然,严寒的冬季行车,请务必换上抓地力更强的雪地胎。
最后我想说的是,相较于几年前,我们新能源汽车的冬季续航水准,不论是绝对续航里程还是相对的续航达成率,都已经有了大幅提升。随着新能源汽车技术的快速发展,譬如电池、充电技术的突破、热管理的效率不断优化,新能源汽车在续航、充电等方面的体验都还会得到更多的改善,而且这个时间点,在当下新能源大爆发的时代,不会太远。
相信来年新能源车再战冬季的时候,一定还能做的更好。
