据说冬天续航全折半,但为什么只有我掉得最少?

2018-12-25 | 浏览:1584 | 评论:0
电池自古脾气差


电池这种奇葩物种呢,特别娇气,温度太热太冷都不爽,它会立刻没有了理想,不好好充电/放电。



因为,目前绝大多数新能源车都装备了锂离子电池包,而锂电池对温度非常敏感。一般而言,锂离子电池的最佳工作温度在20℃左右,如果电芯温度因为外界降温而下降过多,电芯正极材料活性降低,电芯内部运动的锂离子数量下降,正负极材料中的带电离子扩散运动能力变差,电能传递速度降低,带电离子运动不顺畅,电池充放性能下降。



低温不仅影响充放电的效率,还有可能影响电池的循环寿命甚至让电池在短时间内报废。此前有媒体报道称“快充伤电池”,其实这句话不完全正确(而且错误成分占了多数),准确的说法是:“高温和低温都伤电池,快充产生的高温算其中一种”。


因为散热不良而产生的充电高温只是伤了电池的循环寿命,而低温更可怕,无论快充还是慢充,在超低温度下充电都有可能造成电池损伤,让电池的锂金属负极出现“锂晶枝”,戳破SEI膜,造成电芯单体损坏,电池模组的一致性被破坏,充放电性能大减,此外还有短路自燃的风险。


那些电池需要被照顾?


接下来,我们要不厌其烦地再梳理一遍新能源车的种类:


 A、纯电动车 

物理特性:安装有大容量可充电电池(怕冷又怕热),使用有线/无线充电装置补电,没有内燃机。

国家定义:新能源车。代表车型:比亚迪秦EV450、蔚来ES8、奇瑞瑞虎3xe、特斯拉Model X等。

优惠政策:享受国家补贴/地方补贴(国家目录内的国产车型),免购置税,免车船税,在限行城市内的通行权更高。


 B、插电式混合动力车(含增程式)

物理特性:安装有中小容量可充电电池(怕冷怕热但影响不是特别大),使用有线/无线充电装置补电,使用内燃机(怕冷)为车轮或电池供能。

国家定义:新能源车。代表车型:比亚迪唐100、荣威e550、大众Golf GTE、宝马i3增程版、别克Velite等。

优惠政策:享受国家补贴/地方补贴(国家目录内的国产车型),免购置税,免车船税,在限行城市内的通行权更高。


 C、非插电式混合动力车(节能车)

物理特性:安装有超小容量可充电电池(怕冷怕热但你不能调控),不可外接电源,最多只能纯电驱动数千米,电动机只是内燃机(怕冷)的辅助。

国家定义:国家无严格定义,部分城市将其定义为“节能车”。代表车型:丰田卡罗拉双擎、丰田凯美瑞混动、本田雅阁混动、日产楼兰混动、起亚极睿、福特蒙迪欧HEV等。

优惠政策:无国家补贴,部分城市有低额度地方补贴,不享受通行优先权。


 D、燃料电池车 

物理特性:安装有小容量可充电电池(怕冷怕热但你不能调控),通过燃料电池堆,释放氢气、乙醇等燃料的能量,为车轮或电池供能,部分车型可使用有线/无线充电装置补电。

国家定义:新能源车。代表车型:丰田Mirai、本田Clarity、奥迪h-tron quattro、雷克萨斯LF-FC等(国内暂未有车型在售)。

优惠政策:享受国家补贴/地方补贴(国家目录内的国产车型),免购置税,免车船税,在限行城市内的通行权更高。


从上文可得,目前占据销量绝对上风的“BEV纯电动”与“PHEV插电式混合动力”是需要车主去呵护动力电池的,“PHEV插电式混合动力”与“HEV非插电式混合动力”则需要车主去呵护传统内燃机。


那么“PHEV插电式混合动力”是最难养的吗?非也,插混车有内燃机这个重要的热源,倒是不担心。最可怜的是纯电动车,除了动力电池之外再无功率强大的发热源,因此本文重点针对纯电动车,描述冬季开纯电动车之前/之时/之后,车主应该怎样去呵护动力电池,让它青春常驻,让它寿比南山。


要知道,动力电池是纯电动车最大的一块单一成本,纯电动车一般装载40-100kWh电池,这就意味着整包成本在5-20万之间,换是换不起的了,你也不可能像以前那样“去广州陈田村花几千块买一台大V6回来装捷达上”。


那么,怎样才能安抚好这块外壳坚硬但内心柔弱的电池呢?


常见的三种电池保温方式


在冬季,周遭温度分分钟都往零下摄氏度走,这时候电池包内部就没法保持正常工作的温度,而车企基本都会用以下三种方案来解决低温难题:


 A、常规保温装置: 


这种是绝大部分纯电动车都会选用的方案,简单来说就是电池外壳本来就有隔热防冻的设计(电池包散热采用风冷或自然冷却的型号),尽可能让外部低温对电池包内部的影响降低,也可以让电池充电/放电过程中的产生的热量多留在电池包内部久一点。问题在于,隔热防冻设计是一把双刃剑,夏季会遇到散热不良的可能性。


 B、电加热系统: 


这种方法,指的是一些中高端车型采用了PTC热敏电阻或其他电加热器,利用电池包本身的电量为电池包加热。这是一种自给自足的方案,其优点是热敏电阻或电加热系统的体积与重量都比较低,成本也不高,缺点是要消耗本身的电量。


这时候就有读者要问了,耗在加热器上面的电量,真的比电池包因为低温损失的电量多吗?多,当然要多,因为电池在0℃低温状态下已经有5-10%的容量损失,-10℃就掉了大概20%的电,-20℃大概要掉35-45%,这台纯电动车基本就不能用了。好在,随着技术下放,成本降低,目前10多万的车型也有电池包电加热系统提供了,或标配(小鹏)或选装(威马)。


此外,我们还需要提一个信息点:电加热系统不是一直都在工作的,只有在温度阈值之下才会开始加热,等到电池包恢复正常工作温度,接下来就靠电池放电过程中散发的热量来补充电加热系统停机期间的电池包热量散失量。


 C、外置热源加热: 


这种方式,一般指的是利用外置的内燃机,通过燃烧石化燃料产生热量为电池包加热。比较典型的例子就是威马EX5可供加装的“极地电加热系统”,实则是一台小型的单缸活塞式内燃机,采用燃效更高的柴油燃料,在-30℃以下的超低温温环境中非常管用。这套系统的工作流程也是挺简单的,容量为6L的小油箱装了柴油,柴油燃烧之后的热量用来加热电池液体回路中的液态介质,液态介质加热电池。


这套外置热源的加热系统,优势是不需要耗费电池本身的电量来加热电池,缺点是造价比较高,不能拆卸,非冬季不使用这套系统时还得一直挂着它走,削减续航里程。



看完ABC三种电池保温方式,分析完各自的优缺点,大家是否已经大致明白了纯电动车电池保温的基本原理?接下来,我们说说实际用车过程中有哪些必备的小知识。


如何正确用电?


 A、千万不要相信NEDC续航 


目前,国内通用的续航工况测试规则与NEDC(New European Driving Cycle)基本相同,只是《电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》会更鸡贼一点,居然允许厂家“只采用市区循环进行试验”(不用跑高速啊)。


回到中国最常见的NEDC工况测试规则上面来,目前最新的版本是1997年更新的,包含4个市区循环和1个郊区循环。这套工况测试标准相对合理,但只是“相对”而已。因为正常人开车绝对不会一直保持稳态运行的,市区内走走停停很常见,特别是在中国大城市的超恶劣行驶环境里头。



这就会出现一个很大的问题 —— 几乎所有NEDC成绩都低于正常用车情况下所能得到的平均油耗值、平均排放值、平均电耗值。因此,NEDC是相对可信的(统一标准内横向对比),但绝对值是不太可信的(真实油耗/电耗更高)。因为,整个测试过程不会在超低温状态下进行,空调、暖气、音响甚至涉及安全的灯光都可以关闭,整车的油耗/电耗会比真实用车情况低一截。


因此,目前国内外车企公布的NEDC纯电续航成绩,是相对可信的(统一标准),但绝对值仅供参考,你在日常用车过程中只有少数理想情况才能开出NEDC油耗/电耗。


这时候,大冬天来了,电池包本来跑不到NEDC续航里程,又因为低温损失了一部分容量(或自然损失/或用于加热电池),这时候对自家车子的续航里程就要有一个更保守的预估,以防半途没电被抛在冰天雪地中。


 B、千万不要大脚“电门”放飞自我 


低温放电与低温充电一样伤电池,而那些装载了电加热系统或外置热源的纯电动车也不能幸免,因为冷车启动的时候,加热系统还没有进入状态,电池内部的温度依然很低,此时切勿大脚“电门”放飞自我并贸然表示“连冷启动都不畅顺的汽油车在冬天都是渣渣”。


实际上,即使电池已经经过一段行驶里程并进入正常工作温度,也不能随意放飞自我,因为电机的输出特性与内燃机非常不同,峰值扭矩在前半段转速范围内都能得到,加上冬季雨雪天的地面摩擦力非常低,把如此大的扭矩输出到轮胎胎面上,很容易造成打滑。


此外,因为冬天行车,车内外都需要取暖,外后视镜加热、后窗加热丝、空调暖风、座椅加热等等部件会耗费不少电能,这时候还暴力驾驶,电量消耗速度会远超你想象。


 C、了解你的轮胎 


无论开什么动力版本的汽车,只要在北方冬季,都要先了解你的轮胎再开车。一般,在北方售卖的汽车并不会标配夏季胎,但我们不排除有些南方车主会把自家车子开到北方去看雪,这时候就要非常小心了。因为夏季胎的表面花纹很浅,导水槽较深,而且轮胎配方在低温下很容易变硬,抓地力急剧下降,在冬季冰雪路况中根本刹不住。



解决方案当然是有的,最极端的便是冰雪胎,次之为冬季胎,最温和也得上两双四季胎。纯电动车的扭矩响应非常快,扭矩极值也比同价位的汽油车要高,冬季行车时比较容易打滑,这时候就需要控制电门的右脚多加小心。


此外,因为每天天气不同,降水状况不可预测,因此每天路面的实际摩擦力并不尽相同。最好的办法是,如果当天有雨雪降落或残留在路面上,那么开车出门之后,先找一段较为空旷的路面,做一个短暂的加速和减速,判断一下今天轮胎与路面的默契程度,知道一下今天要提早多少距离制动。注意了,不是更大力一点,太大的制动力很容易让车辆失控。


 D、善用动能回收 


很多来自燃油车时代的老司机并不熟悉纯电动车的动能回收系统特性,甚至相当一部分觉得动能回收系统是非常鸡肋和难受的配置。


要知道,目前技术领先的动能回收系统能回收多达25%的动能,这就意味着这台车的续航能力能多出好几十公里,对于目前电池技术瓶颈未突破的纯电动车而言,是一个不可或缺的必备功能。


虽然有一部分纯电动车的动能回收系统调校水平非常糟糕,用户体验不堪一用,但已经有越来越多的纯电动车配备了标定细致的多级可调动能回收系统,这就意味着用户可以根据自己的驾驶习惯去调节后拽力度。



千万不要小看这个系统在冬季用车时的功效。因为搭载了大容量电池包的纯电动车通常比同级别的汽油车重200-400kg,这就意味着制动力的调校会更加灵敏和强硬,冬季制动稍有不慎就会造成甩尾打滑。


如果前方路况优良,红灯亮起,不妨先用高级别的动能回收去吸收动能,让车速降下来一半,即将到达红灯位时才让机械制动慢慢介入,让制动过程平稳畅顺,还能回收一部分能量,恢复续航。


 E、电子控制系统 


很多廉价纯电动车就连ESP车辆稳态控制系统都没有配备,而良心车企怎么也会给装一个。ESP系统里头一般都会包含EBD电子制动力分配系统、ABS防抱死制动系统、TCS牵引力控制系统、VDC车辆动态控制系统、 HHC坡道起步控制系统、HDC陡坡缓降系统、RMI防侧翻系统等等子程序,只要滑移程度不会太夸张,一般都可以救得回来。


 F、清晰视线很重要 


下雪之后,雪地反光,紫外线对眼角膜和结膜上皮造成损害并引起炎症,发病期间会有视物模糊的情况。不过由于我国的空气质量并不良好,因此很多雪都不是纯白色的,天也因为燃煤污染较多而变成灰蒙蒙的一片,因此“雪盲”出现的概率不高。即使如此,我们也要多注意对向来车,特别是没有日行灯或者没有开示宽灯/近光灯的白色车体。


除此之外,我们非常建议在启动车辆时就立即开暖风吹前挡风玻璃,并且打开后挡风玻璃的电热丝加热,让车窗内的水雾才能尽早蒸发走。注意了,因为车内暖、车外冷,因此这些小水滴都是积聚在玻璃的车内一侧的,你根本不可能用雨刮/后雨刮把它们弄走,唯一的办法就是通过加热把它们蒸干。


为什么不开冷风让车内外温度一致,以此来清楚挡风玻璃上的小水滴呢?冷啊,大哥。


最后,千万不要以为开着个纯电SUV就能轻松越野,也不要去碾那些小雪堆,因为你根本不可能知道雪堆里面埋了什么有趣东西。如果磕破了电池包外壳和内部模具,那可是有起火自燃风险的。


如果资金充裕,你也可以给车子装一套360°全景影像系统,穿着厚实的你就不再需要大幅度摆动身体看周围情况,在狭窄路面、积雪路面、倒车入库时特别管用。


如何高效充电?


 A、少充多次 


纯电动车冬天充电第一准则 —— 少充多次,能充的时候尽可能充上,经常保持满电肯定没亏。


因为冬天的充电桩利用效率低,有时候急需充电却排不上号,还不如每一次都直接给满上,完全没有续航焦虑,该开暖气和加热的时候一点都不心虚,直接开最高档加热去!


 B、优先停地库 


毫无疑问,露天停车场的气温是远远低于地库内部气温的。因此,如果你是纯电动车车主,可以选择露天和地库,请优先选择地库(地库停车费过高的情况除外)。


因为冬季低温,充电速度不仅很慢,而且电池在超低温下进行充电很容易造成损伤。在地库下方,不仅气温较高,充电速度能够提升,电池安全性也得到保障。


 C、随停随充 


当纯电动车的当前行程完毕之后,如果有充电条件,不妨先给充上、此时的电池温度是正常的,充电流程对电池的损伤也是最小的。


因为即使你停在地库,只要是冬季,长期冷车状态下突然充电,充电桩与动力电池都需要热机,一方面耗费更多时间,另一方面也会对电池造成微量的寿命损伤。



 D、安全使用充电桩 


充电桩、充电枪、动力电池都是高压设备,一旦触电,人命关天。由于中国的公共设施保养情况堪忧,有关部门管理或者盈利机构管理也不力,因此充电桩的日常使用损伤还是挺严重的,很多设备都在检修中。


检修还算小事,最怕的是某些状态本身有防漏电保护的设计缺陷,或者在使用过程中受到了损伤但未被发现,这时候来了雨雪天气,触电风险就很高了。因此,在自己不熟悉的公共充电桩上操作,不妨戴一双塑料绝缘手套(或者可以套在御寒手套外面的超大码绝缘手套),一方面不会弄脏自己的手或者棉手套,一方面可以做到防触电。


 E、善用互联技术 


公共充电桩的显示屏质量一般都很差,加上雨雪天的杂质覆盖,很多时候看不清具体工作情况。因此,车主应该事先下载好相应的充电APP或者关注微信服务号,尽可能利用手机端来掌控充电流程。


如果你的纯电动车有车互联功能和云支付,那就更方便了,不仅可以预约充电,还可以远程监控与缴费。



 D、一桩多线充电车位 


目前,很多公共充电桩都使用了“一桩多线”充电车位,甚至一些豪华品牌还给家用充电桩设定了“一桩多线”(毕竟高端消费者买多台新能源车的情况不少见)。


由于“一桩多线”会分走一部分功率,因此充电时,不妨挑一个两根充电枪都闲置的桩位去充电,这样子的话充电时间可以缩短一些。


写在最后


在电池技术瓶颈没有得到突破的今天,纯电动车在冬季用车时的确会遇到一些困难,但并不是能克服的。


首先,买车的时候要尽可能选装备恒温电池的车型;其次,电池容量和基础续航值比那些所谓的“科技配置”都重要(比如什么车内K歌等等垃圾配置),选一台长续航车比选一台高配置车更理性;最后,冬季开车与充电都要安全为先,多学一点电学知识,保护自己保护家人,这是一台车的职责,也是你的职责。

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