冬天續(xù)航大打折扣，純電動汽車何時才能不怕冷

一到冬天，大家都會穿上厚厚的外套來保暖，絕不會讓自己被冷到；平時喜歡運動的小伙伴都覺得在冬天的時候放不開拳腳，運動量也隨之減少；可能因為到了冬天，人們需要保暖，所以才有了這種“惰性”。

其實，冬天不僅是人怕冷，純電動車也怕冷。到了冬天，純電動車就會出現(xiàn)很嚴(yán)重的掉電情況，上一秒明明還有百分之九十，下一秒突然就掉到了百分之七十，續(xù)航里程也因此大打折扣。那么問題來了，為什么純電動車在冬季低溫下會受到這么大的影響？有沒有什么辦法能解決純電動車在冬季低溫下續(xù)航里程的流失呢？

為什么電量會流失？

想要解決這個問題，我們要先了解最根本的問題在哪里，這是眾所周知的答案，是純電動車的電池。現(xiàn)在市面上的純電動車大部分是使用鋰電池，而鋰電池在放電時主要是依靠化學(xué)反應(yīng)來實現(xiàn)，溫度也是影響該化學(xué)反應(yīng)的重要因素之一。

鋰電池的兩極主要是依靠電解液來導(dǎo)電，如果溫度過低，電解液的流動性就會變差，產(chǎn)生的電流就會越來越小；這種情況下，要么電解液直接被凝固停止反應(yīng)，要么是產(chǎn)生的電流不足以支撐用電。

用簡單的話來解釋，就是電池內(nèi)部好像是一攤流動的“液體”，當(dāng)溫度降低之后，越是接近電解液的凝固點，電解液就會越來越粘稠，隨后其就會被凝固，而鋰離子在電解液里面游不動之后，鋰電池放電的能力就隨之下降，這就是純電動車在冬季低溫情況下掉電快的原因。

傳統(tǒng)解決方式

面對這種問題，車企們和造車新勢力該如何解決呢？其實，最根本的方法就是要保證動力電池在低溫情況下能保持一定的溫度，就像大家在低溫的時候穿衣服保暖或者是使用小太陽取暖一樣的道理。因此，廠商通常會采用以下兩種傳統(tǒng)動力電池加熱系統(tǒng)，分別是恒定電阻加熱元件和可變電阻加熱元件。

恒定電阻加熱元件主要是由金屬加熱絲組成的熱膜，比如硅膠熱膜；而可變電阻加熱元件簡稱為PTC電池加熱系統(tǒng)，PTC元件具有安全、熱轉(zhuǎn)換效率高、升溫迅速、自動恒溫等優(yōu)點；由于陶瓷PTC元件的成本價格比較低，所以廠商較為常用。

以上兩種加熱方式就相當(dāng)于給動力電池貼了一個“電熱暖寶寶”，通過“電熱暖寶寶”將電能轉(zhuǎn)化為熱能給動力電池加熱。這種方法在一定程度上確實能解決動力電池在冬季低溫情況下壽命降低的問題，但對于解決純電動車?yán)m(xù)航里程丟失的作用并不大。

其主要原因在于，雖然動力電池容量不再會因為低溫而降低，但“電熱暖寶寶”在加熱過程中所需要的電能依舊來自動力電池，而電阻發(fā)熱式加熱的能耗本就不小，其效率并不算高，相當(dāng)于只能自給自足。試想一下，在如此寒冷的情況下，動力電池的活性本來就下降了，還要抽取一部分電量給自己加熱，這無疑是雪上加霜。

充電保溫系統(tǒng)

對此，從目前各個車企和造車新勢力的改進(jìn)方法來看，它們采用了兩種不同的方法來解決這個問題。第一種方法是增加充電保溫功能，該方法同樣是加熱動力電池，主要是在充電的時候用來自充電樁的電流來維持動力電池的溫度，這樣就能夠避免使用車載動力電池的電量，節(jié)省下來的電量就可以增加續(xù)航里程。

以國內(nèi)造車新勢力蔚來汽車為例，該品牌的充電保溫采用了交流預(yù)熱系統(tǒng)，直接讓電池自身發(fā)熱，減少了熱量浪費，使其效率更高，但這種方法只能在交流慢充樁上使用。

當(dāng)然了，如果在充電過程中長期開啟充電保溫功能的話就會浪費不少電量。因此，有一些廠商專門設(shè)計了遙控預(yù)熱功能，可以在用車前通過APP開啟電池預(yù)熱，不僅能精準(zhǔn)預(yù)熱電池，還能為用戶節(jié)省成本。

除此之外，還有另外一種更高級的充電保溫系統(tǒng)，需要的材料能夠更好地儲存熱量達(dá)到保溫的效果。這種方法也是近幾年來國內(nèi)外廠商開發(fā)的新趨勢，該方法主要是將動力電池的冷卻系統(tǒng)（該系統(tǒng)主要用于避免夏季和高負(fù)載下電機(jī)和電池的過熱）從自然冷卻和風(fēng)冷系統(tǒng)改為液冷系統(tǒng)，也稱為冷卻液恒溫系統(tǒng)（液冷恒溫系統(tǒng)）。

冷卻液恒溫系統(tǒng)采用的冷卻液比熱容較高，可以儲存更多的熱量，不僅能用于避免動力電池和電機(jī)溫度過多升高，還能用來減緩溫度下降的速度，同時可以給動力電池保溫。這么一來，純電動車在充電時就能給動力電池預(yù)熱，并可以儲存更多的熱量來維持電池的保溫時間，進(jìn)一步減少了從自身的動力電池取電的情況，同時動力電池在長期高負(fù)載工作時溫度升高所產(chǎn)生的熱量也能被用在停車后的電池保溫上。

除了上面兩種充電保溫系統(tǒng)之外，還有PCM（Phase Change Material）電池加熱技術(shù)（變相材料預(yù)熱系統(tǒng)），該系統(tǒng)通過利用材料的變相潛熱，維持系統(tǒng)環(huán)境保持在恒定溫度范圍內(nèi)不變。只是目前該技術(shù)還在研發(fā)中，并沒有應(yīng)用到量產(chǎn)車上。

交流預(yù)熱系統(tǒng)

另外一種方法則是精準(zhǔn)地加熱電池，避免熱量的流失，這種方法的學(xué)名叫交流預(yù)熱系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡單，并且成本也低，不需要額外配置傳熱元件，利用一定頻率范圍的小幅值交流電直接用于電芯正負(fù)極，以短周期少量充放電的形式激發(fā)動力電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的自身發(fā)熱。

如此一來，交流加熱系統(tǒng)需要一個調(diào)頻調(diào)壓的整流逆變電源，以及與之配合的BMS電池管理預(yù)熱策略，交互過程與PTC預(yù)熱過程有些相似；還需要增加一個變頻電源控制器，交互過程中需要BMS、變頻電源控制器和充電機(jī)三方參與，其過程由BMS為主導(dǎo)。

簡單的來說，交流加熱系統(tǒng)相當(dāng)于一個加熱管線系統(tǒng)，可以更加精準(zhǔn)的加熱電池各個部件，其效率比傳統(tǒng)的PTC更加高；但目前該技術(shù)還在研發(fā)中，并沒有真正量產(chǎn)應(yīng)用。

走不一樣的路

當(dāng)然了，還有一些廠商另辟蹊徑。比如說國內(nèi)造車新勢力威馬汽車，該品牌采用的熱管理系統(tǒng)就是在純電動車上增加一套小型的柴油發(fā)電機(jī)。這套系統(tǒng)利用柴油機(jī)工作發(fā)出的熱量來給電池組加熱，同時還能將熱量導(dǎo)入車內(nèi)，有效降低了開空調(diào)對電池的消耗，從而有效提升了冬季的續(xù)航表現(xiàn)，也解決了冬季不敢開暖風(fēng)的尷尬局面。

另外，據(jù)了解，未來領(lǐng)克ZERO concept量產(chǎn)車將搭載新一代的熱管理系統(tǒng)，由直接熱泵系統(tǒng)、電驅(qū)主動加熱、電驅(qū)廢熱等幾個部分組合；這里面，直接式熱泵系統(tǒng)才是熱管理系統(tǒng)中的核心。

直接式系統(tǒng)運行的原理就像變頻空調(diào)一樣，只不過其運作方式就相當(dāng)于空調(diào)制冷的反向過程；該系統(tǒng)通過蒸發(fā)吸熱，冷卻放熱的原理，僅僅消耗小部分電能就能把外界的熱能送到車內(nèi)。

總結(jié)

冬季低溫確實是純電動車的“敵人”，這也從側(cè)面反映出現(xiàn)在各個廠商在電池技術(shù)上遇到了瓶頸。小雷認(rèn)為，只有在固態(tài)電池的研究上有所突破才能解決冬季續(xù)航流失問題，因為固態(tài)電池的工作適應(yīng)溫度范圍比較廣，能量密度更高，續(xù)航表現(xiàn)更加出色；如果廠商研發(fā)出固態(tài)動力電池，那純電車突破低溫禁區(qū)不再是夢，北方的朋友也能更加放心地購買純電動車。

責(zé)任編輯：PSY