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想擺脫“電爹”臭名,電車先得來一場電池革命

為了保暖,人們一到冬天就會穿上厚厚的外套。事實上不隻是人怕冷,新能源汽車同樣也怕冷,冬天的寒意就像是一隻無形的大手,會毫不留情地扯下新能源汽車在續航方面的遮羞布。

對此,工信部裝備工業一司在近日召開了電動汽車低溫應對工作座談會。它組織了中國汽車工業協會、中國汽車工程學會,以及十餘家新能源汽車整車和動力電池企業,針對今年冬天可能出現的極寒天氣,共同研究商讨對策,做好技術保障和工作預案準備,最大程度保障使用者正常用車。

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事實上新能源車企也深知這一點,是以它們在宣傳時都會不約而同地忽略新能源汽車的冬季續航能力衰減這一問題,更加側重于快充技術以及續航能力。然而,如果新能源車企所宣傳的續航能力與冬季實際續航能力相差甚遠,那麼這樣的續航能力又有什麼意義呢?

電動車為何為淪為“電動爹”?

由于“電動爹”成名已久,很多人都知道純電動汽車在的冬季續能力會大幅衰減,但他們大多“隻知其然,而不知是以然”。電動車的電量之是以會在寒冬之下大打折扣,其主要的原因就是動力電池的電解液并不耐寒。

要分析動力電池為什麼怕冷,我們首先要簡單了解一下電池的工作原理。電池在放電時負極會通過化學反應析出锂離子,锂離子會通過電媒體運動穿過電解液到達正極,在锂離子運動的過程中就會産生電流。

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簡單來說,電池内部就像是一個遊泳池,電解液是遊泳池裡的水,而锂離子則是一位遊泳運動員。電解液最佳的工作溫度是在15-26℃左右,溫度越低電解液就會越粘稠,锂離子在遊泳時就會變得更加艱難,而電池的性能也會随之降低。

除了動力電池不耐寒之外,電動車的空調暖氣也會讓原本就怕冷的動力電池雪上加霜。

衆所周知,傳統燃油車在夏天的油耗表現會比冬天更高,這主要是因為傳統燃油車需要在天氣炎熱的夏天開啟空調機來為車内提供冷氣,而冬天則可以直接将發動機的熱量搬運到車内來供暖。是以,傳統燃油車在冬天開暖氣并不會産生額外的油耗。

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純電動汽車與傳統燃油車的供暖原理截然不同,前者并沒有類似于發動機這樣的發熱源,是以它隻能通過其他途徑解決冬天車内的供暖問題。事實上純電動汽車發展至今,新能源汽車車企在供暖這個問題上已經給出了幾種不同的解決方案。

熱泵空調不再給“電動爹”補刀

PTC加熱是目前中低端純電動汽車主流的供暖方式。所謂PTC加熱的工作原理其實與我們在冬天常見的“小太陽”類似。它采用的是直熱式半導體電阻,它的電阻溫度會随着溫度變化而變化,當外界溫度降低時,發熱量反而會增加,以此來達到恒溫的效果。

然而,由于PTC加熱需要消耗大量電能,是以這種加熱方式會嚴重影響純電動汽車的續航裡程。據了解,PTC技術使用一個小時最少都要燒掉一度電,而純電動車之是以會背負“電動爹”的罵名,這項供暖技術就是最大的幫兇。

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以續航裡程換來的溫暖并不會讓絕大多數純電動汽車使用者真正感到“溫暖”,是以,更加節能的熱泵空調就此應運而生。

熱泵空調與制冷系統的工作原理類似,它将外界的熱量搬運到了車内,并不需要像PTC技術那樣以電能轉換成熱能。是以,熱泵空調可以有效降低電耗,并不會讓原本就“虛弱怕冷”的動力電池雪上加霜。

雖然熱泵空調已經足夠優秀,但是它實際上隻解決了純電動汽車供暖的問題,而大部分車型搭載的空調系統需要冷暖兩用。是以主機廠往往需要對空調系統的結構進行改造,而這個改造工程與技術難度導緻了熱泵空調的成本高居不下。

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在今年以前,熱泵空調基本隻搭載到了保時捷Taycan、奧迪Q7e-tron、寶馬i3等車型上。值得慶幸的是,随着技術的普及,成本的降低,如今我們已經能夠在比亞迪海豚等10萬級别純電動汽車上看到熱泵空調的身影。

顯然,熱泵空調已經基本解決了純電動汽車供暖耗電快的問題。然而,即便是熱泵空調技術得以普及,它能夠起到的作用也就是不再給原本就存在缺陷的動力電池補刀而已。在小雷看來,如果電動車想要擺脫“電動爹”的罵名,解決來自動力電池的缺陷才是純電動汽車技術變革的重點。

不當“電動爹”,電池還差一次變革

目前的動力電池之是以怕冷,主要是因為電解液是液體,它在寒冷的氣溫條件下會凝固。從理論上來看,搞清楚動力電池怕冷的症結所在之後,再來對症下藥就簡單了。然而,實際操作起來卻是困難重重,目前車企與動力電池供應商主要就是讓動力電池的工作溫度盡可能接近25℃,以此來優化純電動汽車的冬季續航能力。

除了部分定位低端的新能源代步車之外,大多數新能源汽車都配備了液冷恒溫電池技術。該技術主要是通過在電池包内增加溫控傳感器以及液體管道的方式來控制電芯溫度。如果傳感器發現電芯過熱,那麼液體管道中的液體就會智能降溫,反之則會加熱升溫,以此來確定動力電池一直在合适的工作溫度。

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在小雷看來,液冷恒溫電池技術雖然能夠緩解電解液怕冷的硬傷,但是它并不是新能源汽車完美的禦寒方案。要知道,液冷恒溫電池技術本身并不會制冷或者加熱,而是需要依賴動力電池為其供電來進行恒溫。

在天氣寒冷的情況下,動力電池本身就處在“消極怠工”的工作狀态,此時還需要給抽取一部分電能給自身加熱,并且為了安全起見,液冷恒溫電池技術的加熱速度并不是很快。是以,這樣拆東牆補西牆的技術帶來的實際效果并不是非常明顯。當然,還有一些廠商對治療動力電池“恐寒症”有着獨到的見解。

為了同時解決純電動汽車冬季續航衰減以及供暖兩大難題,威馬在它的熱管理2.0系統中加入了一台用于給電池組恒溫的柴油加熱器。威馬的熱管理2.0系統的柴油加熱器除了會用于電池組的恒溫工作之外,還能夠協助空調制熱,用于空調暖風系統。然而,這套看似全能的威馬汽車熱管理2.0系統也并非毫無槽點。

想擺脫“電爹”臭名,電車先得來一場電池革命

首先,威馬熱管理2.0系統既然需要燒柴油,那麼就會産生尾氣排放,與新能源汽車的環保初衷相悖。其次,通常來說,同時擁有内燃機和發電機的混動車型往往并不存在續航焦慮。搭載熱管理2.0系統的威馬既需要加油,也需要充電,還無法避免純電動汽車使用者的續航焦慮。最後,這樣的做法不但讓純電動汽車的機械結構變得更加複雜,同時也增加了車身的整體重量。

在小雷看來,由于怕冷是電池本身就存在的特性,是以大多數車企、動力電池技術供應商都不約而同地選擇了一條治标不治本的技術路線,并沒有找到一條能夠根治動力電池冬季續航能力衰減的方法。

如今的新能源汽車想要做到不懼嚴寒,唯有進行一場改變動力電池化學結構的技術變革。如果能夠找到一種對氣溫條件沒那麼苛刻的電解質,替代目前主流的電解液,那麼純電動汽車或許才能徹底擺脫“電動爹”的罵名。

注:本文素材來源于網絡

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