純電動車冬季續航為何減半?看這一篇就夠了!

2021-12-27 16:07:43 作者:崖雍

  【太平洋汽車網 技術頻道】隨著新一輪寒潮天氣來襲,對于大多數電動汽車用戶而言,不光是續航里程的大幅衰減,開暖風也成為了一種奢侈行為。新能源汽車在冬季續航降低的問題,已經成為了社會性話題,也是影響電動車在北方地區滲透率的重要原因。而在此前中汽測評CCRT的直播活動,中汽中心的專家就電動汽車的低溫續航進行了測評解讀,以及對減少續航焦慮給出了有效建議。

電動車續航「虛標」了嗎?中汽中心給你答案

續航里程的影響因素有哪些?

  首先由中汽中心工程院新能源汽車能耗優化項目經理 楊天,帶來關于「續航里程影響因素」的專業解讀。從續航里程影響因素的樹形圖中看出,主要包括電池可用能量、百公里電耗以及來自外部影響等三個方面。

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  盡可能的提升電池可用能量,降低百公里的行駛能耗和附件能耗,以及減少外部影響,才能大幅提升電動汽車的續航里程。

電動車續航測評方法

  中汽中心檢測認證事業部高級工程師 孫龍,則帶來了CCRT關于電動汽車續航測評的流程和方法?;镜臏y試流程包括車輛的預處理,在一個特定的環境艙中浸車,使車輛各個部件的溫度保持一致,以維持在穩定的狀態。

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  然后進行的是目標工況的跟蹤,在運行的過程中測量車輛的電流、電壓以及車速,而低溫續航的測試過程中,空調則開啟在制熱、外循環和吹腳模式,并保持在20-22攝氏度。此外,如果車內溫度首次達到目標溫度的時間高于15分鐘時,每增加1分鐘扣2分,最多扣10分。

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  最后以低溫續駛里程相對常溫續駛里程,從而得出低溫續駛里程的下降率。

低溫續航下降率較高 仍是痛點問題

  同時從CCRT電動汽車續駛里程測評結果中看出,這6款測試車型的低溫續駛里程平均下降率為39%,其中哪吒U PRO 500的下降率最高,從550km的常溫續航里程下降到317km的低溫續航里程,下降率為42.4%;比亞迪EV的下降率最低,從629km的常溫續航里程下降到435km的低溫續航里程,下降率為30.9%。

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  從CCRT測評的電動汽車續航里程中可知,目前電動汽車的常溫續航里程能力有了明顯的提升,基本處于450km以上。但是低溫續航里程下降率仍處在35%以上的水平,其依舊是電動車在日常使用中的痛點問題。

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低溫續航里程縮減的原因

  低溫續航里程縮減的主要原因包括空調功耗、電池衰減以及機械損失。其中在低溫狀態下空調的制熱需求功率一般大于城市工況的需求,功率在3kW以上;在典型工況下,某車型的PTC加熱器能耗占比更是達到了28.7%。

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  電池受溫度的影響包括可用容量、最大允許放電功率、最大允許充電功率和電池內部單體的一致性。低溫環境下電池內阻升高、效率下降,導致電池的容量下降;最大允許充電功率受限,過大的充電功率會增加發生析鋰的風險,導致電池發生短路。

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  電池最大允許放電功率也會降低,車輛的的動力性能也會變差。此外,電池的熱管理方案也會影響單體電池的均勻性,溫度最低的電芯決定電池的整體性能。

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  機械損失同樣是續航里程縮減較大的一個原因,由于低溫導致輪胎橡膠變硬、氣壓降低,輪胎的滾動阻力變大;潤滑油的黏度變大,車輛中的滾動軸承拖滯阻力增加;空氣密度增加,空氣阻力也會增加。

低溫續航控制技術

  低溫中續航控制技術中,不同的車企多應用的技術方案不同,導致下降率也有較大的差異,其中包括熱能回收技術、空調技術以及電池加熱控制技術。其中熱管理也分為并聯模式和串聯模式,并聯模式則是將電池和電機的熱管理進行分開,串聯模式則通過一個四通閥,靈活的根據溫度條件在串、并聯之間進行切換。

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  由于電動汽車內部沒有一個高溫熱源,所以優化電池的熱管理構型,則主要利用電機的余熱給電池包加熱,其難點在于控制策略的設置以及熱管理內部的溫度不存在明顯波動,再配合熱泵技術,熱能回收的效益會更加明顯。

  再一個就是使用熱泵空調,其效率為PTC的2.5倍以上;加上在條件允許的情況下使用內循環模式,可以有效的減小制熱功率,提升續航里程。

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  最后是電池加熱控制技術,與外部加熱相比,內部加熱的速度和速率更高,但是內部加熱的控制機理會相對比較復雜,包括加熱時機的選擇,也會影響電池的可能容量。

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  此外,楊天也針對低溫條件下如何提升續航的問題,給車企提出了一些建議。首先是車企得具備多學科耦合的仿真能力,合理管控零部件的技術參數;其次是有效利用各回路的優勢,以及工況覆蓋的全面性,避免出現空檔的路圖;最后是充分了解用戶的出行習慣,逐步的積累用戶的出行數據,優化控制策略,提升用戶的體驗。

如何判斷電動車是否「虛標」?

  CCRT還針對電動汽車續駛里程估計準確度方面,開發了特定的數學模型,采集「儀表顯示剩余續駛里程和實際剩余續駛里程」之后,得出的確定系數進行比對,從而計算出相應的數值。

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  CCRT電動汽車測試的車型中,常溫下估計準確度表現較為優異,平均準確度達92%;低溫估計準確度則不太理想,平均估計準確度僅為66%。

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用戶如何提升冬季續航?

  針對低溫續航里程縮減的問題,專家們也給用戶提出了幾點建議。電池方面,盡可能的避免電池的溫度過低,可通過電池預加熱功能以及充電插槍的功能進行保溫;空調的擋位盡量降低,多使用座椅和方向盤加熱進行取暖,可有效降低功耗。

  行駛阻力部分,車主需要多留意車輛胎壓的變化,使胎壓保持在合里的范圍,提升車輛的行駛效率;駕駛方面可以使用ECO經濟模式,以及強動能回收模式,行駛的過程中避免激進的駕駛習慣,可以合理的降低功耗。

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  此外,中汽中心的專家也針對網友提出的問題,進行了答復。

  Q:為什么CCRT低溫下的續航里程測試,選擇在零下7攝氏度?

  A:首先華北地區冬季的平均氣溫大約在零下7度左右,盡可能的保證測試的條件與用戶實際的使用環境相符,才能真實的表現出車輛的狀態。

  Q:直流快充會損害電池嗎?

  A:快充相比于慢充對電池包的損害,或多或少都會大一些,但是對于目前相對成熟的電池管理系統而言,會把這些損害控制在有限的范圍之內,所以快充的次數肯定會滿足車輛的全生命使用周期。但是從電池的角度來說,淺充淺放確實是最好的一種補能方式。

全文總結

  此次活動讓用戶可以深度了解電動車冬季續航衰減的主要原因,并通過已經發布的6款熱門電動車進行數據比對,從而給出減少續航焦慮的一些有效建議。這才是用戶通過權威的機構最希望獲得的內容,而不僅僅是發布幾個成績而已。

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