冬季續航大縮水，是電動車的宿命嗎？

去年12月，我們做了一個關于電動車冬季續航表現的調查。核心結論是，雖然電動車整體續航水平較幾年前有所提升，但用戶對車輛冬季續航能力的滿意度并沒有提高。

(關于消費者對其電動汽車冬季續航能力滿意度的調查，請參考“安電調查| 2020年冬季。作為電動車車主你敢開暖風嗎？”隨著近期寒潮來臨，即使在海南三亞，雖然氣溫與北方相比仍在20℃左右，但對于當地居民來說，仍有一種“幾十年沒這么冷了”的感覺。在這樣的情況下，消費者對電動車冬季續航的抱怨也有所升溫。當然，從另一個角度來看，這也是一件好事。一方面，隨著電動汽車數量的增加，消費者對這一領域的關注度越來越高；另一方面，電動車已經從無初始要求的“占號工具”成為消費者生活中實實在在的一部分。所以，對于新生事物，消費者不僅要充分行使自己的話語權，更要用科學理性的眼光去看待。為什么冬天電池壽命會降低？為什么冬天電池壽命會大大降低，和電動車本身的屬性是分不開的。與傳統燃油車相比，電動汽車的電子電氣系統更加復雜，大部分零部件都有自己的最佳工作溫度范圍。比如動力電池作為決定續航能力的關鍵，對溫度高度敏感，高效工作溫度為10-30℃。在高溫或低溫環境下需要調節電池組的溫度，需要為電池組提供或帶走一定的熱量。

不同溫度條件下電池性能的變化曲線從上面的測試數據圖可以看出，當氣溫為-20℃時，動力電池的輸出功率下降明顯，僅為標稱值的60%左右(這里所說的電池輸出功率下降定義為極寒天氣)，可見溫度對動力電池輸出功率的影響非常顯著。同時，由于低溫下鋰離子電池內阻增大，活性降低，充放電功率也明顯下降(如與-25℃和5℃相比，充電容量下降80%以上，放電容量下降85%以上)。而且低溫充電時容易發生負極鋰析出，嚴重影響電池的壽命和安全。因此，為了保護電池，BMS控制策略會嚴格限制電池在低溫下的工作邊界，導致車輛低溫性能明顯縮水。不僅如此，冬季使用空調還需要消耗相當多的電力，導致能耗快速增加。一輛功率超過35kWh的電動車，一般空調的能耗占20%左右。所以低溫下動力電池的輸出能量會大大降低，同時空調等取暖設備的使用也會增加，斷電速度自然會進一步加快。

此外，消費者冬季的駕駛習慣也會影響車輛的能耗。冬天的凌晨，整個電動車處于低溫狀態。駕駛初期，消費者滿負荷運行時，如電瓶加熱、空調加熱、大燈、加熱座椅等。，一段時間內耗電量會增加，直接體現在續航里程的迅速縮短。汽車行駛一段時間后，耗電量會趨于穩定。此外，由于消費者習慣駕駛電動車，尚未形成操作油門踏板的習慣，電機的扭矩響應時間遠快于燃油車駕駛員的預期，往往會導致突然加速，也會相應增加車輛的功耗。為什么消費者對停電的感受如此強烈？事實上，冬季車輛能耗增加并不是電動車的“專利”。燃油車停放一夜，油耗會隨著發動機溫度(包括機油溫度)的降低而增加。比如冬天早晨，車輛開始行駛到3公里左右，發動機水溫還沒有達到正常溫度，油耗就會明顯增加。為了保護發動機，冬季加油車要先通電再點火，讓機油預熱潤滑后才能啟動。往往正常行駛4公里后車內空調會明顯升溫，駕駛體驗會恢復正常。但由于燃油車和電動車計算和顯示能量的邏輯不同，車主的感受并不明顯。目前……，中國工業和信息化部在測試純電動汽車綜合里程時采用NEDC測試標準。該標準包括四個市區循環和一個郊區循環(模擬)，其中市區循環的速度較低，郊區循環的速度較高。應該注意的是，在NEDC測試期間，所有剩余的負載(空調、前燈、加熱座椅等)。)將被關閉。所以實測數據和實際道路使用會有很大差距。即使是相對更可靠的WLTP(全球輕型汽車測試循環)測試，這樣的差距依然存在。根據某檢測機構的數據，日葉在-7℃時，百公里WLTC功耗為31kwh/100km，當溫度上升到23℃時，該值變為17.5kwh/100km，當溫度達到35℃時，該值又下降到20.1kwh/100km。所以可以看出，在寒冷的冬天開啟負載時，負載(空調、大燈、加熱座椅等)的影響。)以及動力電池本身的化學特性、整車的設計以及消費者的習慣，確實會導致實際續航里程與標注續航里程差距較大。這也是消費者對電動車冬季續航里程的變化比燃油車更敏感的主要原因。再加上充電的便捷性和及時性是目前加油無法比擬的，所以冬季電動車續航時間縮水的抱怨才會如此明顯。積極尋找解決方案毫無疑問，如何解決冬季續航問題，是決定新能源市場能否進一步滲透的關鍵。目前，整車、電池企業和高校都在積極尋找解決方案。以近幾年流行的熱泵空調為例，這是車企為提高熱效率，增加冬季續航能力而采取的手段之一。熱泵作為一種高效的加熱手段，可以像“熱泵”一樣，通過蒸汽壓縮循環將外界熱量移入目標環境。這一技術在家用空調中的應用由來已久，目前技術已經相當成熟。在純電動汽車中，由于電機產生的熱量太小，無法滿足制熱需求，如果采用熱泵制熱技術，可以有效解決冬季的制熱問題。從下圖中不難看出，近年來，搭載熱泵空調系統的純電動汽車逐漸增多，熱泵已經成為電動汽車空調行業下一步的發展趨勢。

當然，這只是錦上添花的有效方式。要從根本上解決問題，離不開動力電池層面的技術創新和研發。據了解，當代安培科技有限公司提出了一種電池內部快速自加熱技術。主要原理是用大電流脈沖對電池進行充放電，利用電池本身的內阻對電池進行加熱，通過調節脈沖占空比來調節加熱電流。該方案幾乎不增加成本，可在15分鐘內將電池組從-25℃加熱到5℃，容量損失6%，放電容量7次，充電容量5次。與其他加熱方案相比，該方案綜合性能最好，對電池壽命幾乎沒有影響。目前，該方案已完成電池模塊和電池組級的功能測試，正在進行產業化設計和推廣。預計今年將實現實際裝載應用。總結:其實回顧燃油車的發展歷史可以發現，雖然蒸汽機早在18世紀就被發明了，但是直到1885年卡爾·本茨才造出了單缸汽油發動機。隨后隨著多家汽車公司的成立，燃油車在技術和工藝制造方面開始快速發展，最終進入繁榮穩定期。這個時期經歷了一個多世紀。因此，作為汽車發展史上的新生事物，新能源汽車在中國10年左右的發展過程中仍然有問題需要處理，也就不足為奇了。借用一句熟悉的話來形容……cribe現階段的問題是:消費者日益增長的美好出行需求與相關技術和設施發展不平衡、不充分之間的矛盾。對于行業來說，顯然充分認識到了問題所在，而對于消費者來說，用更加理性的眼光看待這種情況就顯得尤為關鍵。相比燃油車技術原有的迭代速度，新能源汽車的核心技術發展步伐提高了數倍。我們有理由相信，這個新市場真的正以超乎我們想象的速度向消費者走來。去年12月，我們做了一個關于電動車冬季續航表現的調查。核心結論是，雖然電動車整體續航水平較幾年前有所提升，但用戶對車輛冬季續航能力的滿意度并沒有提高。

(關于消費者對其電動汽車冬季續航能力滿意度的調查，請參考“安電調查| 2020年冬季。作為電動車車主你敢開暖風嗎？”隨著近期寒潮來臨，即使在海南三亞，雖然氣溫與北方相比仍在20℃左右，但對于當地居民來說，仍有一種“幾十年沒這么冷了”的感覺。在這樣的情況下，消費者對電動車冬季續航的抱怨也有所升溫。當然，從另一個角度來看，這也是一件好事。一方面，隨著電動汽車數量的增加，消費者對這一領域的關注度越來越高；另一方面，電動車已經從無初始要求的“占號工具”成為消費者生活中實實在在的一部分。所以，對于新生事物，消費者不僅要充分行使自己的話語權，更要用科學理性的眼光去看待。為什么冬天電池壽命會降低？為什么冬天電池壽命會大大降低，和電動車本身的屬性是分不開的。與傳統燃油車相比，電動汽車的電子電氣系統更加復雜，大部分零部件都有自己的最佳工作溫度范圍。比如動力電池作為決定續航能力的關鍵，對溫度高度敏感，高效工作溫度為10-30℃。在高溫或低溫環境下需要調節電池組的溫度，需要為電池組提供或帶走一定的熱量。

不同溫度條件下電池性能的變化曲線從上面的測試數據圖可以看出，當氣溫為-20℃時，動力電池的輸出功率下降明顯，僅為標稱值的60%左右(這里所說的電池輸出功率下降定義為極寒天氣)，可見溫度對動力電池輸出功率的影響非常顯著。同時，由于低溫下鋰離子電池內阻增大，活性降低，充放電功率也明顯下降(如與-25℃和5℃相比，充電容量下降80%以上，放電容量下降85%以上)。而且低溫充電時容易發生負極鋰析出，嚴重影響電池的壽命和安全。因此，為了保護電池，BMS控制策略會嚴格限制電池在低溫下的工作邊界，導致車輛低溫性能明顯縮水。不僅如此，冬季使用空調還需要消耗相當多的電力，導致能耗快速增加。一輛功率超過35kWh的電動車，一般空調的能耗占20%左右。所以低溫下動力電池的輸出能量會大大降低，同時空調等取暖設備的使用也會增加，斷電速度自然會進一步加快。

此外，消費者冬季的駕駛習慣也會影響車輛的能耗。冬天的凌晨，整個電動車處于低溫狀態。駕駛初期，消費者滿負荷運行時，如電瓶加熱、空調加熱、大燈、加熱座椅等。，一段時間內耗電量會增加，直接體現在續航里程的迅速縮短。汽車行駛一段時間后，耗電量會趨于穩定。此外，由于消費者習慣駕駛電動車，尚未形成操作油門踏板的習慣，電機的扭矩響應時間遠快于燃油車駕駛員的預期，往往會導致突然加速，也會相應增加車輛的功耗。為什么消費者對停電的感受如此強烈？事實上，冬季車輛能耗增加并不是電動車的“專利”。燃油車停放一夜，油耗會隨著發動機溫度(包括機油溫度)的降低而增加。比如冬天早晨，車輛開始行駛到3公里左右，發動機水溫還沒有達到正常溫度，油耗就會明顯增加。為了保護發動機，冬季加油車要先通電再點火，讓機油預熱潤滑后才能啟動。往往正常行駛4公里后車內空調會明顯升溫，駕駛體驗會恢復正常。但由于燃油車和電動車計算和顯示能量的邏輯不同，車主的感受并不明顯。目前……，中國工業和信息化部在測試純電動汽車綜合里程時采用NEDC測試標準。該標準包括四個市區循環和一個郊區循環(模擬)，其中市區循環的速度較低，郊區循環的速度較高。應該注意的是，在NEDC測試期間，所有剩余的負載(空調、前燈、加熱座椅等)。)將被關閉。所以實測數據和實際道路使用會有很大差距。即使是相對更可靠的WLTP(全球輕型汽車測試循環)測試，這樣的差距依然存在。根據某檢測機構的數據，日葉在-7℃時，百公里WLTC功耗為31kwh/100km，當溫度上升到23℃時，該值變為17.5kwh/100km，當溫度達到35℃時，該值又下降到20.1kwh/100km。所以可以看出，在寒冷的冬天開啟負載時，負載(空調、大燈、加熱座椅等)的影響。)以及動力電池本身的化學特性、整車的設計以及消費者的習慣，確實會導致實際續航里程與標注續航里程差距較大。這也是消費者對電動車冬季續航里程的變化比燃油車更敏感的主要原因。再加上充電的便捷性和及時性是目前加油無法比擬的，所以冬季電動車續航時間縮水的抱怨才會如此明顯。積極尋找解決方案毫無疑問，如何解決冬季續航問題，是決定新能源市場能否進一步滲透的關鍵。目前，整車、電池企業和高校都在積極尋找解決方案。以近幾年流行的熱泵空調為例，這是車企為提高熱效率，增加冬季續航能力而采取的手段之一。熱泵作為一種高效的加熱手段，可以像“熱泵”一樣，通過蒸汽壓縮循環將外界熱量移入目標環境。這一技術在家用空調中的應用由來已久，目前技術已經相當成熟。在純電動汽車中，由于電機產生的熱量太小，無法滿足制熱需求，如果采用熱泵制熱技術，可以有效解決冬季的制熱問題。從下圖中不難看出，近年來，搭載熱泵空調系統的純電動汽車逐漸增多，熱泵已經成為電動汽車空調行業下一步的發展趨勢。

當然，這只是錦上添花的有效方式。要從根本上解決問題，離不開動力電池層面的技術創新和研發。據了解，當代安培科技有限公司提出了一種電池內部快速自加熱技術。主要原理是用大電流脈沖對電池進行充放電，利用電池本身的內阻對電池進行加熱，通過調節脈沖占空比來調節加熱電流。該方案幾乎不增加成本，可在15分鐘內將電池組從-25℃加熱到5℃，容量損失6%，放電容量7次，充電容量5次。與其他加熱方案相比，該方案綜合性能最好，對電池壽命幾乎沒有影響。目前，該方案已完成電池模塊和電池組級的功能測試，正在進行產業化設計和推廣。預計今年將實現實際裝載應用。總結:其實回顧燃油車的發展歷史可以發現，雖然蒸汽機早在18世紀就被發明了，但是直到1885年卡爾·本茨才造出了單缸汽油發動機。隨后隨著多家汽車公司的成立，燃油車在技術和工藝制造方面開始快速發展，最終進入繁榮穩定期。這個時期經歷了一個多世紀。因此，作為汽車發展史上的新生事物，新能源汽車在中國10年左右的發展過程中仍然有問題需要處理，也就不足為奇了。借用一句熟悉的話來形容……cribe現階段的問題是:消費者日益增長的美好出行需求與相關技術和設施發展不平衡、不充分之間的矛盾。對于行業來說，顯然充分認識到了問題所在，而對于消費者來說，用更加理性的眼光看待這種情況就顯得尤為關鍵。相比燃油車技術原有的迭代速度，新能源汽車的核心技術發展步伐提高了數倍。我們有理由相信，這個新市場真的正以超乎我們想象的速度向消費者走來。

標簽：世紀發現日產

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