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冬季续航到底去哪了?听听ARCFOX的大咖们怎么说

发布时间:2021-01-05 08:30     来源:怒江市玩春化工企业    点击:

步入冬天,北方很多地方已经进入零下,当然也就又会谈到一个老话题,就是纯电动车续航变差。前几天有这样一则新闻,某品牌的纯电动车续航标定600公里,但是冬天只能跑到300公里左右,续航里程折损一半,这对与消费者而言显然是不能接受的。

先抛开该车续航是否存在“虚标”的问题,到了冬天续航就打折确实是很多纯电动车型的通病。不只是纯电动车,大家应该都有这样的感受,冬天手机的续航明显感觉不如平时。显然,电池和天气气温有很大的关系。

那么,冬季电池的续航到底去哪了呢?

日前,笔者来到了ARCFOX体验中心参加了由ARCFOX汽车主办的“冬季续航到底去哪了?”的主题沙龙活动。活动上,北汽新能源研究院副院长、三电系统技术负责人代康伟博士为我们揭秘冬季续航背后的技术缘由。

在进入主题之前,先给大家介绍下代康伟这位“80后”院长。代院长是咱们新能源汽车行业里的技术大牛,2008年就进入到新能源行业,牵头创建了北汽新能源集成三电自主研发系统,并参与了几乎所有车型的研发工作,可以说亲历了电动汽车整个进化过程。所以,由代院长为我们解答冬季续航的问题,绝对是干货满满的!

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下面我们就来看看,关于冬季纯电动车续航的问题,代院长是怎么说的?

影响冬季续航的三大原因

据代康伟介绍,冬季影响电动汽车续航表现有三个主要因素。

锂离子电池电化学特性导致:

熟悉电池的朋友可能都知道,它是一个化学的产品。而中学化学老师曾告诉我们:涉及到化学的反应都跟温度有关。

温度低的时候,电池里面的一些电解液变得更加的黏稠,电解液的活性下降,锂离子从负极移动到正极的过程不够顺畅,这就会导致电池的放电能力变差。放电能力变差,产生的最直接的影响就是电池放电容量变低,从而导致续航降低。

而低温除了对电池放电容量有影响之外,对充电速度的影响也非常大。低温环境下使用大功率充电,会导致电池负极出现析锂现象,不光会对电池造成不可逆的损伤,析出的锂离子结晶还有可能刺穿正负极之间的隔膜,造成内短路,引发电池事故。

对于这一问题,近几年车企也在不断改进。代康伟表示:“随着近十年电动化技术的发展,很多低温改善技术都在研究推进,包括改善导电率,即通过调整电解液材料配方优化低温下电解液的黏稠度,减小阻力;在磷酸铁锂正极材料上进行碳包覆,让锂离子移动更加通畅等都取得了一定效果。”

以三元锂电池为例,在-7℃试验环境下,2018年电池保持率如果能到85%的活性已经很高。今年,同样环境下电池活性已经可以释放到92%~93%。由此可见,随着电池技术的不断成熟,气温对于电池续航的影响将会越来越小。

除了电芯领域的材料改进,对于低温电池性能衰减,行业内普遍做法是通过PTC加热系统(正温度系数很大的元器件)给电池加热,让其处于正常的工作状态,最大发挥电池充放电效率。不过代康伟认为:“PTC等加热技术也对车辆的电控系统提出了更高要求。”

加热技术会带来一些安全上的风险,比如说加热到一定温度后能否停下,会不会继续加热引发电池的热失控等。所以,相应的电控配套策略需要跟上,怎么能让电控系统不失效,是企业需要攻克的问题。代康伟向我们表示:ARCFOX αT所有涉及到安全的电控系统,它的诊断率达到了99.7%。换言之,几乎车辆所有涉及到安全的功能都是可以被监控的,安全性将会大大提高。

另外,为了提升加热速率,减少用户等待时间,除了采用PTC加热方式外,目前北汽新能源还在研究两项创新的技术:一是超低温冷启动。这项技术原理是利用低温下电芯内阻增大的特性,通过高频大电流脉冲充/放电实现快速加热效果。与传统PTC加热方式比,由于电芯内自发热,这项技术温度一致性更好;二是全气候电池。该技术通过给电芯间镍片通电生热的方式,快速向电芯传热使其升温。今年1月,北汽新能源在黑龙江成功进行了低温测试,电池温度从零下18度到18度仅用时300秒左右,也就是5分钟。

在聊到电池安全性的同时,代康伟还向我们介绍:“ARCFOX αT所采用的SK三元锂离子电池,从设计开发、生产制造、集成应用、安全预警等环节都严格控制产品安全,实现最大限度保障用户的用车安全。另外,我们还创新性的研发出第4代IBTC电池热管理技术——干湿分离热管理技术,可以有效避免冷却液泄露引发的绝缘失效问题。”

“电老虎”空调系统

除了电池特性的影响之外,代康伟认为另一大影响电池续航的罪魁祸首就是“空调系统”,代康伟把冬季的空调采暖形象的比喻成了“电老虎”。

我们都知道,燃油车在冬季可以利用发动机燃烧产生的余热,实现车内热空调的需求。但是,电动车没有热源,想要实现热空调只能通过电加热,至于电加热的空调有多费电,大家可以看看家里的电暖气,“小太阳”,功率动辄就是2000W左右,而车用的热空调功率只会更大。当一部分电量被空调消耗之后,留给用于驱动车辆的电量自然变少,所以续航持续降低。

代康伟表示:在空调系统上,电动汽车已经经历了早期的电加热丝和管路集成系统,目前已经进入到3.0热泵系统的时代。以ARCFOX αT αT为例,采用热泵系统后,原本行驶100km采暖需要4.5度电,现在只需要3度电,节省了33%的空调功耗,相当于里程相比之前多跑8%。

不过 代康伟认为:常规的热泵系统有一定环境温度的局限性,一般只能适应零下10度以上且效率会随温度降低而降低。而目前比较前沿的技术是CO2热泵,它能做到零下30度依然可以工作,并且采暖效率比现在高30%以上,续驶里程可以提升15%。

“我们已经正在做这方面的技术储备,已经开展了实车测试,并取得了成功。同时,我们还研发出了一套极寒技术群,包含驻车保温、远程充电保温、电池速加热、矩阵闪充、低温行车能量自适应、能量智能回收、超低温热泵空调系统等,提高低温下的整车续航里程和充放电能力。”代康伟说。

传动系统阻力影响

第三点可能很多人并不知道,就是传动阻力的影响。不管是燃油车还是电动车,在低温环境下,整车传动系统的阻力就会更大,这是因为传动系统里面的润滑油脂,效率都会都会受到气温的影响。

不仅如此,代康伟还给我们普及了一个“冷知识”:其实我们冬天的空气的密度和夏天的空气的密度都是不一样的。冬天的密度是增大的,车辆开起来的时候,整车受到的风阻会更大,那么需要消耗的能量自然是更多的。

代康伟介绍,ARCFOX αT通过采用单踏板技术,配合车身轻量化和低风阻设计,在冬季行驶中可以有效降低阻力,并获得更好的能量回馈,从而提升车辆续航表现。

通过这一些列的技术加持,使得ARCFOX αT在续航表现上一直非常真实可靠。事实上,电驹小编不管是此前自己实际测试,还是采访相关车主,大家对ARCFOX αT以及北汽新能源车型的冬季续航表现都十分认可,都表示没有出现冬季续航打5折的尴尬。

冬季提升纯电动车续航小建议

综合而言,以现有的技术,动力电池性能在冬季减弱的问题还没办法得到根治,想要提升电动车冬季续航,一方面是需要像ARCFOX 一样,通过在电池和电控技术上不断突破,改善冬季续航缩水的问题。而另一方面,车主也可以通过一些简单的用车技巧,来提升冬季爱车的续航里程。

这次活动上,代康伟也为我们分享了一些冬季用车的小技巧。

1,如果条件允许,还是应尽量将车辆停放在地库中。不管是临时停车还是充电,还是要尽量选择温度相对较高的地方,同时也可以选择先在热车状态充上一会,先尽量提高锂离子活性,这样不仅可以减少续航里程方面的损失,还可以提高充电效率,节省一定时间。

2,行车时可选择开启动力回收模式,增加续航里程。制动能量回收是一项恢复电池能量的手段,这样可以保证车主向前行驶一些距离。不过要注意的是,当电池温度很低时,制动能量回收系统效率也会受到影响,冰冷的电池不能像正常电池那样吸收更多的能量。

3,如果充电较慢,车主可以选择当车辆行驶结束,电池尚有余温时及时充电,增加充电效率。如果是自有充电桩,充完电后也可以选择先不拔枪,充电设施将对电池起到一定的保温作用。

电驹小结:

代院长这些建议,可以最大化提高车辆的续航里程,不至于续航里程衰减太多。但这些都不会改变一个事实,那就是寒冷的冬季,车辆续航里程都会下降。而从目前来看,ARCFOX已经很大程度上提升了电动车在极寒天气下的使用体验,至于如何从根源上解决电动车冬季续航问题,我们期待更多车企给出的解决思路。

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