電池研究院:冬季開純電動車要注意什么?
電池這種奇葩物種呢,特別嬌氣,溫度太熱太冷都不爽,它會立刻沒有了理想,不好好充電/放電。
因為,目前絕大多數(shù)新能源車都裝備了鋰離子電池包,而鋰電池對溫度非常敏感。一般而言,鋰離子電池的最佳工作溫度在20℃左右,如果電芯溫度因為外界降溫而下降過多,電芯正極材料活性降低,電芯內(nèi)部運動的鋰離子數(shù)量下降,正負極材料中的帶電離子擴散運動能力變差,電能傳遞速度降低,帶電離子運動不順暢,電池充放性能下降。
低溫不僅影響充放電的效率,還有可能影響電池的循環(huán)壽命甚至讓電池在短時間內(nèi)報廢。此前有媒體報道稱“快充傷電池”,其實這句話不完全正確(而且錯誤成分占了多數(shù)),準確的說法是:“高溫和低溫都傷電池,快充產(chǎn)生的高溫算其中一種”。
因為散熱不良而產(chǎn)生的充電高溫只是傷了電池的循環(huán)壽命,而低溫更可怕,無論快充還是慢充,在超低溫度下充電都有可能造成電池損傷。
接下來,我們要不厭其煩地再梳理一遍新能源車的種類:
A、純電動車
物理特性:安裝有大容量可充電電池(怕冷又怕熱),使用有線/無線充電裝置補電,沒有內(nèi)燃機。
國家定義:新能源車。
代表車型:比亞迪秦EV450、蔚來ES8、奇瑞瑞虎3xe、特斯拉Model X等。
優(yōu)惠政策:享受國家補貼/地方補貼(國家目錄內(nèi)的國產(chǎn)車型),免購置稅,免車船稅,在限行城市內(nèi)的通行權更高。
B、插電式混合動力車(含增程式)
物理特性:安裝有中小容量可充電電池(怕冷怕熱但影響不是特別大),使用有線/無線充電裝置補電,使用內(nèi)燃機(怕冷)為車輪或電池供能。
國家定義:新能源車。
代表車型:比亞迪唐100、榮威e550、大眾Golf GTE、寶馬i3增程版、別克Velite等。
優(yōu)惠政策:享受國家補貼/地方補貼(國家目錄內(nèi)的國產(chǎn)車型),免購置稅,免車船稅,在限行城市內(nèi)的通行權更高。
C、非插電式混合動力車(節(jié)能車)
物理特性:安裝有超小容量可充電電池(怕冷怕熱但你不能調(diào)控),不可外接電源,最多只能純電驅(qū)動數(shù)千米,電動機只是內(nèi)燃機(怕冷)的輔助。
國家定義:國家無嚴格定義,部分城市將其定義為“節(jié)能車”。
代表車型:豐田卡羅拉雙擎、豐田凱美瑞混動、本田雅閣混動、日產(chǎn)樓蘭混動、起亞極睿、福特蒙迪歐HEV等。
優(yōu)惠政策:無國家補貼,部分城市有低額度地方補貼,不享受通行優(yōu)先權。
D、燃料電池車
物理特性:安裝有小容量可充電電池(怕冷怕熱但你不能調(diào)控),通過燃料電池堆,釋放氫氣、乙醇等燃料的能量,為車輪或電池供能,部分車型可使用有線/無線充電裝置補電。
國家定義:新能源車。
代表車型:豐田Mirai、本田Clarity、奧迪h-tron quattro、雷克薩斯LF-FC等(國內(nèi)暫未有車型在售)。
優(yōu)惠政策:享受國家補貼/地方補貼(國家目錄內(nèi)的國產(chǎn)車型),免購置稅,免車船稅,在限行城市內(nèi)的通行權更高。
從上文可得,目前占據(jù)銷量絕對上風的“BEV純電動”與“PHEV插電式混合動力”是需要車主去呵護動力電池的,“PHEV插電式混合動力”與“HEV非插電式混合動力”則需要車主去呵護傳統(tǒng)內(nèi)燃機。
那么“PHEV插電式混合動力”是最難養(yǎng)的嗎?非也,插混車有內(nèi)燃機這個重要的熱源,倒是不擔心。最可憐的是純電動車,除了動力電池之外再無功率強大的發(fā)熱源,因此本文重點針對純電動車,描述冬季開純電動車之前/之時/之后,車主應該怎樣去呵護動力電池,讓它青春常駐,讓它壽比南山。
要知道,動力電池是純電動車最大的一塊單一成本,純電動車一般裝載40-100kWh電池,這就意味著整包成本在5-20萬之間,換是換不起的了,你也不可能像以前那樣“去廣州陳田村花幾千塊買一臺大V6回來裝捷達上”。
那么,怎樣才能安撫好這塊外殼堅硬但內(nèi)心柔弱的電池呢?
在冬季,周遭溫度分分鐘都往零下攝氏度走,這時候電池包內(nèi)部就沒法保持正常工作的溫度,而車企基本都會用以下三種方案來解決低溫難題:
A、常規(guī)保溫裝置:這種是絕大部分純電動車都會選用的方案,簡單來說就是電池外殼本來就有隔熱防凍的設計(電池包散熱采用風冷或自然冷卻的型號),盡可能讓外部低溫對電池包內(nèi)部的影響降低,也可以讓電池充電/放電過程中的產(chǎn)生的熱量多留在電池包內(nèi)部久一點。問題在于,隔熱防凍設計是一把雙刃劍,夏季會遇到散熱不良的可能性。
B、電加熱系統(tǒng):這種方法,指的是一些中高端車型采用了PTC熱敏電阻或其他電加熱器,利用電池包本身的電量為電池包加熱。這是一種自給自足的方案,其優(yōu)點是熱敏電阻或電加熱系統(tǒng)的體積與重量都比較低,成本也不高,缺點是要消耗本身的電量。
這時候就有讀者要問了,耗在加熱器上面的電量,真的比電池包因為低溫損失的電量多嗎?多,當然要多,因為電池在0℃低溫狀態(tài)下已經(jīng)有5-10%的容量損失,-10℃就掉了大概20%的電,-20℃大概要掉35-45%,這臺純電動車基本就不能用了。好在,隨著技術下放,成本降低,目前10多萬的車型也有電池包電加熱系統(tǒng)提供了,或標配(小鵬)或選裝(威馬)。
此外,我們還需要提一個信息點:電加熱系統(tǒng)不是一直都在工作的,只有在溫度閾值之下才會開始加熱,等到電池包恢復正常工作溫度,接下來就靠電池放電過程中散發(fā)的熱量來補充電加熱系統(tǒng)停機期間的電池包熱量散失量。
C、外置熱源加熱:這種方式,一般指的是利用外置的內(nèi)燃機,通過燃燒石化燃料產(chǎn)生熱量為電池包加熱。比較典型的例子就是威馬EX5可供加裝的“極地電加熱系統(tǒng)”,實則是一臺小型的單缸活塞式內(nèi)燃機,采用燃效更高的柴油燃料,在-30℃以下的超低溫溫環(huán)境中非常管用。這套系統(tǒng)的工作流程也是挺簡單的,容量為6L的小油箱裝了柴油,柴油燃燒之后的熱量用來加熱電池液體回路中的液態(tài)介質(zhì),液態(tài)介質(zhì)加熱電池。
這套外置熱源的加熱系統(tǒng),優(yōu)勢是不需要耗費電池本身的電量來加熱電池,缺點是造價比較高,不能拆卸,非冬季不使用這套系統(tǒng)時還得一直掛著它走,削減續(xù)航里程。
看完ABC三種電池保溫方式,分析完各自的優(yōu)缺點,大家是否已經(jīng)大致明白了純電動車電池保溫的基本原理?接下來,我們說說實際用車過程中有哪些必備的小知識。
A、千萬不要相信NEDC續(xù)航
目前,國內(nèi)通用的續(xù)航工況測試規(guī)則與NEDC(New European Driving Cycle)基本相同,只是《電動汽車能量消耗率和續(xù)駛里程試驗方法》會更雞賊一點,居然允許廠家“只采用市區(qū)循環(huán)進行試驗”(不用跑高速?。?/p>
回到中國最常見的NEDC工況測試規(guī)則上面來,目前最新的版本是1997年更新的,包含4個市區(qū)循環(huán)和1個郊區(qū)循環(huán)。這套工況測試標準相對合理,但只是“相對”而已。因為正常人開車絕對不會一直保持穩(wěn)態(tài)運行的,市區(qū)內(nèi)走走停停很常見,特別是在中國大城市的超惡劣行駛環(huán)境里頭。
這就會出現(xiàn)一個很大的問題 —— 幾乎所有NEDC成績都低于正常用車情況下所能得到的平均油耗值、平均排放值、平均電耗值。因此,NEDC是相對可信的(統(tǒng)一標準內(nèi)橫向?qū)Ρ龋?,但絕對值是不太可信的(真實油耗/電耗更高)。因為,整個測試過程不會在超低溫狀態(tài)下進行,空調(diào)、暖氣、音響甚至涉及安全的燈光都可以關閉,整車的油耗/電耗會比真實用車情況低一截。
因此,目前國內(nèi)外車企公布的NEDC純電續(xù)航成績,是相對可信的(統(tǒng)一標準),但絕對值僅供參考,你在日常用車過程中只有少數(shù)理想情況才能開出NEDC油耗/電耗。
這時候,大冬天來了,電池包本來跑不到NEDC續(xù)航里程,又因為低溫損失了一部分容量(或自然損失/或用于加熱電池),這時候?qū)ψ约臆囎拥睦m(xù)航里程就要有一個更保守的預估,以防半途沒電被拋在冰天雪地中。
B、千萬不要大腳“電門”放飛自我
低溫放電與低溫充電一樣傷電池,而那些裝載了電加熱系統(tǒng)或外置熱源的純電動車也不能幸免,因為冷車啟動的時候,加熱系統(tǒng)還沒有進入狀態(tài),電池內(nèi)部的溫度依然很低,此時切勿大腳“電門”放飛自我并貿(mào)然表示“連冷啟動都不暢順的汽油車在冬天都是渣渣”。
實際上,即使電池已經(jīng)經(jīng)過一段行駛里程并進入正常工作溫度,也不能隨意放飛自我,因為電機的輸出特性與內(nèi)燃機非常不同,峰值扭矩在前半段轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都能得到,加上冬季雨雪天的地面摩擦力非常低,把如此大的扭矩輸出到輪胎胎面上,很容易造成打滑。
此外,因為冬天行車,車內(nèi)外都需要取暖,外后視鏡加熱、后窗加熱絲、空調(diào)暖風、座椅加熱等等部件會耗費不少電能,這時候還暴力駕駛,電量消耗速度會遠超你想象。
C、了解你的輪胎
無論開什么動力版本的汽車,只要在北方冬季,都要先了解你的輪胎再開車。一般,在北方售賣的汽車并不會標配夏季胎,但我們不排除有些南方車主會把自家車子開到北方去看雪,這時候就要非常小心了。因為夏季胎的表面花紋很淺,導水槽較深,而且輪胎配方在低溫下很容易變硬,抓地力急劇下降,在冬季冰雪路況中根本剎不住。
解決方案當然是有的,最極端的便是冰雪胎,次之為冬季胎,最溫和也得上兩雙四季胎。純電動車的扭矩響應非常快,扭矩極值也比同價位的汽油車要高,冬季行車時比較容易打滑,這時候就需要控制電門的右腳多加小心。
此外,因為每天天氣不同,降水狀況不可預測,因此每天路面的實際摩擦力并不盡相同。最好的辦法是,如果當天有雨雪降落或殘留在路面上,那么開車出門之后,先找一段較為空曠的路面,做一個短暫的加速和減速,判斷一下今天輪胎與路面的默契程度,知道一下今天要提早多少距離制動。注意了,不是更大力一點,太大的制動力很容易讓車輛失控。
D、善用動能回收
很多來自燃油車時代的老司機并不熟悉純電動車的動能回收系統(tǒng)特性,甚至相當一部分覺得動能回收系統(tǒng)是非常雞肋和難受的配置。
要知道,目前技術領先的動能回收系統(tǒng)能回收多達25%的動能,這就意味著這臺車的續(xù)航能力能多出好幾十公里,對于目前電池技術瓶頸未突破的純電動車而言,是一個不可或缺的必備功能。
雖然有一部分純電動車的動能回收系統(tǒng)調(diào)校水平非常糟糕,用戶體驗不堪一用,但已經(jīng)有越來越多的純電動車配備了標定細致的多級可調(diào)動能回收系統(tǒng),這就意味著用戶可以根據(jù)自己的駕駛習慣去調(diào)節(jié)后拽力度。
千萬不要小看這個系統(tǒng)在冬季用車時的功效。因為搭載了大容量電池包的純電動車通常比同級別的汽油車重200-400kg,這就意味著制動力的調(diào)校會更加靈敏和強硬,冬季制動稍有不慎就會造成甩尾打滑。
如果前方路況優(yōu)良,紅燈亮起,不妨先用高級別的動能回收去吸收動能,讓車速降下來一半,即將到達紅燈位時才讓機械制動慢慢介入,讓制動過程平穩(wěn)暢順,還能回收一部分能量,恢復續(xù)航。
E、電子控制系統(tǒng)
很多廉價純電動車就連ESP車輛穩(wěn)態(tài)控制系統(tǒng)都沒有配備,而良心車企怎么也會給裝一個。ESP系統(tǒng)里頭一般都會包含EBD電子制動力分配系統(tǒng)、ABS防抱死制動系統(tǒng)、TCS牽引力控制系統(tǒng)、VDC車輛動態(tài)控制系統(tǒng)、 HHC坡道起步控制系統(tǒng)、HDC陡坡緩降系統(tǒng)、RMI防側(cè)翻系統(tǒng)等等子程序,只要滑移程度不會太夸張,一般都可以救得回來。
F、清晰視線很重要
下雪之后,雪地反光,紫外線對眼角膜和結(jié)膜上皮造成損害并引起炎癥,發(fā)病期間會有視物模糊的情況。不過由于我國的空氣質(zhì)量并不良好,因此很多雪都不是純白色的,天也因為燃煤污染較多而變成灰蒙蒙的一片,因此“雪盲”出現(xiàn)的概率不高。即使如此,我們也要多注意對向來車,特別是沒有日行燈或者沒有開示寬燈/近光燈的白色車體。
除此之外,我們非常建議在啟動車輛時就立即開暖風吹前擋風玻璃,并且打開后擋風玻璃的電熱絲加熱,讓車窗內(nèi)的水霧才能盡早蒸發(fā)走。注意了,因為車內(nèi)暖、車外冷,因此這些小水滴都是積聚在玻璃的車內(nèi)一側(cè)的,你根本不可能用雨刮/后雨刮把它們弄走,唯一的辦法就是通過加熱把它們蒸干。
為什么不開冷風讓車內(nèi)外溫度一致,以此來清楚擋風玻璃上的小水滴呢?冷啊,大哥。
最后,千萬不要以為開著個純電SUV就能輕松越野,也不要去碾那些小雪堆,因為你根本不可能知道雪堆里面埋了什么有趣東西。如果磕破了電池包外殼和內(nèi)部模具,那可是有起火自燃風險的。
如果資金充裕,你也可以給車子裝一套360°全景影像系統(tǒng),穿著厚實的你就不再需要大幅度擺動身體看周圍情況,在狹窄路面、積雪路面、倒車入庫時特別管用。
A、少充多次
純電動車冬天充電第一準則 —— 少充多次,能充的時候盡可能充上,經(jīng)常保持滿電肯定沒虧。
因為冬天的充電樁利用效率低,有時候急需充電卻排不上號,還不如每一次都直接給滿上,完全沒有續(xù)航焦慮,該開暖氣和加熱的時候一點都不心虛,直接開最高檔加熱去!
B、優(yōu)先停地庫
毫無疑問,露天停車場的氣溫是遠遠低于地庫內(nèi)部氣溫的。因此,如果你是純電動車車主,可以選擇露天和地庫,請優(yōu)先選擇地庫(地庫停車費過高的情況除外)。
因為冬季低溫,充電速度不僅很慢,而且電池在超低溫下進行充電很容易造成損傷。在地庫下方,不僅氣溫較高,充電速度能夠提升,電池安全性也得到保障。
C、隨停隨充
當純電動車的當前行程完畢之后,如果有充電條件,不妨先給充上、此時的電池溫度是正常的,充電流程對電池的損傷也是最小的。
因為即使你停在地庫,只要是冬季,長期冷車狀態(tài)下突然充電,充電樁與動力電池都需要熱機,一方面耗費更多時間,另一方面也會對電池造成微量的壽命損傷。
D、安全使用充電樁
充電樁、充電槍、動力電池都是高壓設備,一旦觸電,人命關天。由于中國的公共設施保養(yǎng)情況堪憂,有關部門管理或者盈利機構管理也不力,因此充電樁的日常使用損傷還是挺嚴重的,很多設備都在檢修中。
檢修還算小事,最怕的是某些狀態(tài)本身有防漏電保護的設計缺陷,或者在使用過程中受到了損傷但未被發(fā)現(xiàn),這時候來了雨雪天氣,觸電風險就很高了
因此,在自己不熟悉的公共充電樁上操作,不妨戴一雙塑料絕緣手套(或者可以套在御寒手套外面的超大碼絕緣手套),一方面不會弄臟自己的手或者棉手套,一方面可以做到防觸電。
E、善用互聯(lián)技術
公共充電樁的顯示屏質(zhì)量一般都很差,加上雨雪天的雜質(zhì)覆蓋,很多時候看不清具體工作情況。因此,車主應該事先下載好相應的充電APP或者關注微信服務號,盡可能利用手機端來掌控充電流程。
如果你的純電動車有車互聯(lián)功能和云支付,那就更方便了,不僅可以預約充電,還可以遠程監(jiān)控與繳費。
D、一樁多線充電車位
目前,很多公共充電樁都使用了“一樁多線”充電車位,甚至一些豪華品牌還給家用充電樁設定了“一樁多線”(畢竟高端消費者買多臺新能源車的情況不少見)。
由于“一樁多線”會分走一部分功率,因此充電時,不妨挑一個兩根充電槍都閑置的樁位去充電,這樣子的話充電時間可以縮短一些。
在電池技術瓶頸沒有得到突破的今天,純電動車在冬季用車時的確會遇到一些困難,但并不是能克服的。首先,買車的時候要盡可能選裝備恒溫電池的車型;其次,電池容量和基礎續(xù)航值比那些所謂的“科技配置”都重要(比如什么車內(nèi)K歌等等垃圾配置),選一臺長續(xù)航車比選一臺高配置車更理性;最后,冬季開車與充電都要安全為先,多學一點電學知識,保護自己保護家人,這是一臺車的職責,也是你的職責。
(圖/文/攝:黃恒樂)
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