汽车365

2021

01/12

汽车365

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2021-01-12 13:33:02

电动汽车冬季续航损失都去哪了?

  进入冬天,气温骤降,而上周北京气温也打破进入21世纪以来最低气温纪录,严寒导致很多车主反馈续航里程只能达到之前的三分之一、车辆表显里程不准、充不满电等等问题,那么电池是冻坏了吗?

  其实锂离子电池怕冷这个认知,人们对于手机的关注要早于电动汽车,例如手机就掉电明显,甚至有可能出现自动关机的情况,对比电动车也会出现类似的现象。实际上,这是电池的正常表现。

  一、锂电池的基本原理

  锂电池是怎么工作的?

  电池在充电时正极的Li离子和电解液中的Li离子向负极聚集,得到电子,被还原成Li镶嵌在负极的碳素材料中。放电时镶嵌在负极碳素材料中的Li失去电子,进入电解液,电解液内的Li离子向正极移动。回正极的锂离子越多,放电容量越高。

  为什么天气寒冷,电池活性会降低?

  随着气温的降低,电池内的化学物质反应就会变慢,相对应电池里的电解液会变得更加黏稠(内阻变大),包括锂离子迁移的速率,材料本身的导电性都会进一步变差,使得电池活性降低,从而影响电池性能和容量挥发,对外就表现为动力电池可用容量的衰减。在极端低温情况甚至会出现电解液冻结、电池无法放电等现象,严重影响电池系统低温性能。

  二、冬季续航里程消失之谜

  车内供暖

  电动汽车冬季续航缩短,通俗地说,是由两个原因导致的:一是人怕冷,二是电池也怕冷。

  人怕冷,于是就要开暖风。燃油车发动机在工作过程中会产生大量的热,这些热量足以家用小轿车使用了。而电动汽车,因为能量转换效率高达90%以上,比发动机的20-40%高很多,所以余热少、需要消耗额外的能量达到让车内温暖的目的。

  电池性能

  正如开篇所言,电池在低温环境下,活性会降低,其充放电效率自然也会随着下降。电池容量在低温环境下的情况就好比一个盛水的容器,不使用的时候,水是不会少的。当温度降低时,有部分水结冰了,可用的水自然就会减少。使用过程中,如果温度上升,冰变成水又可以继续使用。但如果温度一直是处于比较低的情况下,那么可用的水也只是未结冰的那部分。这也是续航里程“消失”的主要原因之一。

  此外,温度太高或者太低,也会影响到车辆的能量回收效率,能量回收的减少也会一定程度影响车辆的续航里程。

  电池加热

  基于锂电池的工作原理,理论上,当气温低于零下20°C时,锂电池是不能充电的,否则会永久损坏。温度过低时,电池容量衰减、性能衰减,若此时进行充电还会有安全风险,容易引起内部短路,存在引发热失控的隐患。事实上,现在许多厂家都已经为电池配备了热管理系统,可以为电池创造一个更适宜的工作温度,让车辆具备良好的驱动状态。而加热的能量,实际上就是部分“消失”的续航里程。系统需要保证电池温度处于最佳状态,才能确保车辆正常运作。而“消失”的续航里程,实际上是有效的运用在各处,保障了的最佳驾驶体验。

  驾驶习惯

  根据测试发现,在高速公路行驶时,60-80km/h 的速度区间能耗是最低的,在相同路段的情况下,这个速度区间里面,电动车的续航是最持久的。而 90-100km/h 等速续航是比较接近日常用车的,如果你高速以 90-100km/h 的时速匀速行驶,那么就能开出日常市区道路开出来的续航里程。120km/h的等速续航是最低的,这次实测相比 60km/h 等速续航里程少了将近 1/3 左右。

  不仅如此,急加速/急减速的驾驶习惯也是导致续航里程“消失”的原因之一。在急加速/急减速的瞬间,车辆的瞬间能耗是比较高的,能耗高就直接影响了续航里程。所以在日常驾驶中,避免频繁急加速/急减速行驶。如果是市区道路,建议使用强能量回收模式。

  三、冬季如何用车

  续航里程提示

  这里有个知识点需要先普及一下。续航=电池能量/能耗;

  电池电量基于当前电池温度,并预估车辆长时间行驶的电池温升情况;

  电池能耗一般为常温NEDC、空调关闭时的能耗,并不是低温下的实际能耗。

  在寒冷天气中,续航里程消耗加快属于正常现象。车辆启动时,仪表盘显示续航里程是对于车辆所在环境中可用电池电量的一个预测值,是基于上述等多方面综合计算得出的数值,是当前车辆状态下,预计的续航里程。

  与燃油车发动机随着行驶逐渐“热”起来不同,电动汽车的电池并不一定会随着车辆的使用快速升温。车辆行驶状态下,电池活性仍有可能处于较差状态。随着车辆的行驶冬季寒冷的空气也会快速包裹车辆外部,整个底盘冷热交换的面积也很大,导致电池运行所产生的那点热量很快就被热交换释放了。有时你会发现电池虽然用着,但电池温度却不升反降。低温会影响电池放电效率,当温度较低的情况下,系统会将续航里程向下修正(即减少续航里程),保证车辆表现续航里程对驾驶员的安全行驶有指示作用,所以车辆在行驶过程因电池温度下降也会有可能导致续航里程大幅度下降。

  车辆存放

  车辆停放期间,除了电量正常的消耗之外,部分功能仍持续在工作,例如智能互联、远程控制等。另外,冬季用车后,建议尽量把车停在室内,停放时可接上家用充电桩,根据需要使用汽车App远程控制家用充电桩充电,确保再次驾驶时,车辆处于良好的状态。随充随用是目前使用新能源汽车保持舒适的关键,合理利用了电池物理特性:当温度低于一定值时,在充电过程中,电池会进行加热,保持最佳放电效率状态。

  四、其他注意事项

  在什么环境温度下出现电池“缩水”的现象?

  15-40℃是电动汽车动力电池比较合适的工作环境。当环境气温低于10℃时,电池电芯的内阻就会开始逐步增加,环境温度越低,“电池缩水”的感觉会越明显。建议朋友们冬季白天尽可能将车辆停在暖房里或者温度较高的地方,晚上尽量停放在地下停车场。

  为什么冬天的充电时间变长了?

  低温会影响锂电池正负极材料的活性、电池的内阻以及电池的充放电电压,动力电池充电时同样受影响,温度越低,电子从正极到负极的速度也会越慢。充电桩电流是根据动力电池充电需求进行充电。当电池电芯温度较低时,电池管理系统会先给电池加热,电池达正常充电温度时才会开始充电。当电池温度低时,BMS需求电流小,所以充电桩供给的电流也变小。预热时间、电流变小都会导致充电时间变长。建议大家采取“随用随充”的方式,当车辆行驶一定里程后电池温度会升高,在使用完车辆后及时充电,此时给进行充电,不用考虑预热问题,可以缩短充电时间,提高充电效率。


  冬季用车建议:

  ①建议设定合适的空调温度(22度),推荐使用空调的ECO模式,可以辅助使用座椅加热功能;

  ②调整您的驾驶习惯,尽可能保持匀速行驶,减少急加速、急减速的情况;

  ③建议使用经济模式(ECO模式)和高能量回收;

  ④及时检查轮胎气压,使胎压保持在合理范围(驾驶位A柱有标记);

  ⑤如果车辆处于长期闲置状态,一定要定期检查电量并及时给爱车充电,避免长期闲置导致亏电,影响电池容量及电池寿命。

  ⑥建议朋友们冬季白天尽可能将车辆停在暖房里或者温度适宜的地方,晚上尽量停放在地下停车场。

【来源:中国汽车召回网】

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THE END

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