隨著冬季的到來,包括我自己的不少新能源汽車的車主又要開始哀嚎,自己的愛車?yán)m(xù)航里程大幅縮水,續(xù)航里程比特價(jià)商店還狠,有的直接打五折了。不過這當(dāng)然不是故障,而是鋰電池在低溫環(huán)境下的通病,也是目前新能源汽車行業(yè)發(fā)展的主要障礙之一。
那為什么新能源汽車低溫續(xù)航會(huì)衰減呢,新能源車?yán)m(xù)航低溫衰減究竟有多嚴(yán)重?我們從網(wǎng)上整理了一些數(shù)據(jù)報(bào)告,看看新能源車在低溫下的續(xù)航表現(xiàn)。
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(數(shù)據(jù)來源:2022-2025 年中國汽車技術(shù)研究中心、挪威電動(dòng)車測(cè)試、各車企官方測(cè)試及第三方實(shí)測(cè)報(bào)告)
一、典型衰減數(shù)據(jù),程度從輕微到“腰斬”
在不同溫度區(qū)間下,新能源車的續(xù)航衰減幅度各不相同。
我們將一組數(shù)據(jù)整理成表格,讓它更直觀一點(diǎn)
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從表格上看,低溫對(duì)續(xù)航的影響是類梯度式的。
在0℃左右,續(xù)航通常會(huì)有10%-20%的衰減,一臺(tái)標(biāo)稱500公里的車,實(shí)際能跑大約400-450公里。當(dāng)溫度降至零下10℃時(shí),衰減會(huì)加劇到30%-50%,實(shí)際續(xù)航可能只有250-350公里。而在零下15℃到20℃及以下的嚴(yán)寒中,40%-60%的衰減成為常態(tài),部分車型的續(xù)航會(huì)直接減半。
下面的信息來自新能源行業(yè)早期的權(quán)威實(shí)測(cè),只列出部分,參與測(cè)試的有特斯拉、蔚來、比亞迪和極氪等品牌的車輛。具體車型這邊就不展示。
·一類車型(SUV無電池加熱):-15℃環(huán)境下,續(xù)航從 688km 降至 262km,衰減 62%
·二類車型(SUV有電池加熱):-15℃環(huán)境下,續(xù)航從 430km 降至 318km,衰減 26%
·三類車型(轎車,有電池加熱):-10℃環(huán)境下,續(xù)航衰減僅 14%
·四類車型(轎車,有電池加熱):-30℃環(huán)境下,續(xù)航從 750km 降至 563km,衰減 25%
從以上數(shù)據(jù)可知,不同技術(shù)的車型表現(xiàn)差異巨大。
其中值得注意的是,車輛動(dòng)力電池中應(yīng)用了電池加熱的車型表現(xiàn)突出,如三類車型在零下10℃環(huán)境下,實(shí)測(cè)續(xù)航衰減僅為14%;四類車型甚至在零下30℃的極寒測(cè)試中,仍保持了約75%的續(xù)航,衰減控制在25%。
對(duì)比燃油車在同等低溫下的續(xù)航衰減通常只有10%-15%,不得不承認(rèn)現(xiàn)階段的電動(dòng)車對(duì)溫度更為敏感是不爭(zhēng)的事實(shí)。
二、追根溯源,續(xù)航為何在低溫下衰減?
1. 電池性能的低溫瓶頸
其核心在于電池內(nèi)部的物理化學(xué)變化。低溫會(huì)顯著增加電解液的黏度,使得鋰離子的遷移速度大幅下降,好比人或者其他省區(qū)在嚴(yán)寒中“凍僵”,活動(dòng)能力銳減。這導(dǎo)致電池內(nèi)阻急劇上升,在零下20℃時(shí)可達(dá)常溫的3-5倍,一切情況下大量電能還會(huì)因此轉(zhuǎn)化為熱能。同時(shí),電池的實(shí)際可用容量也會(huì)驟減,在零下10℃時(shí)可能僅剩常溫的70%。
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2. 取暖與系統(tǒng)能耗激增
與燃油車可利用發(fā)動(dòng)機(jī)余熱不同,電動(dòng)車采暖完全依賴電池。新能源汽車開啟暖風(fēng)空調(diào)成為冬季的用電大頭,可使續(xù)航額外減少30%以上。美國汽車協(xié)會(huì)的研究指出,僅使用空調(diào)制熱,就可能使續(xù)航損失擴(kuò)大41%。此外,低溫下電機(jī)、電控系統(tǒng)的效率也會(huì)下降,進(jìn)一步增加了能量損耗。
三、如何緩解新能源電動(dòng)車的低溫衰減?
1. 材料與電池系統(tǒng)的選擇
電池類型是決定低溫表現(xiàn)的基礎(chǔ)因素。一般而言,三元鋰電池在低溫下的容量保持率和放電性能優(yōu)于磷酸鐵鋰電池,且磷酸鐵鋰相對(duì)于三元鋰電池來說,電壓曲線更為平緩,電量預(yù)測(cè)會(huì)不那么精確。在零下10℃的環(huán)境中,優(yōu)質(zhì)三元鋰電池的容量可能保持在70%-80%,而磷酸鐵鋰電池可能僅剩50%-60%。對(duì)于北方用戶,選擇三元鋰電池車型往往是更穩(wěn)妥的方案。但是從物理角度來說,理論上磷酸鐵鋰電池會(huì)比三元鋰電池更加安全,這個(gè)就要看如何取舍了。
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2. 熱管理技術(shù)的革新
這是提升冬季續(xù)航的關(guān)鍵。熱泵空調(diào)已成為中高端車型的標(biāo)配,其能效比遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的PTC電加熱,在零下15℃的環(huán)境中可為續(xù)航保持率帶來顯著提升,但是相對(duì)來說成本較高。但是有電池預(yù)熱智能控溫系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)正體現(xiàn)于此,能在充電或行駛前,主動(dòng)、高效地將電池加熱至最佳動(dòng)態(tài)工作溫度,從而改善充電速度和放電能力。成本更低的同時(shí)憑借防水絕緣、抗壓耐候的優(yōu)異性能,在 - 40℃極寒環(huán)境下也能穩(wěn)定工作,為新能源電池、汽車等領(lǐng)域提供可靠熱管理保障。
四、理性看待冬季的續(xù)航衰減
冬季續(xù)航衰減是正常現(xiàn)象,現(xiàn)代BMS已經(jīng)會(huì)結(jié)合熱管理技術(shù)和各種AI數(shù)據(jù)判斷,將電池溫度動(dòng)態(tài)保持在最佳的工作溫度了。它會(huì)自動(dòng)合理使用預(yù)熱功能、根據(jù)駕駛習(xí)慣優(yōu)化,可使續(xù)航損失減少20%-30%,讓新能源電動(dòng)汽車冬季也能通行無阻。
(部分圖片來源網(wǎng)絡(luò),感謝原作者)
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