2023年12月,新一轮媒体“冬测”拉开帷幕,莎士比亚在《威尼斯商人》中有一段经典论述:“外观往往和事物的本身完全不符,世人都容易为表面的装饰所欺骗。 ”因此,面对甚嚣尘上的“电动汽车不过山海关”的言论,大家都执着于将新能源车带到北方极寒地区这一“严寒试炼场”以检验其冬季性能。
那影响冬季新能源车使用情况的核心要素到底是什么?早先曾有媒体试图统计电动汽车在北方极寒冬季环境下的常见问题,内容五花八门:有人早上急于上班或赶时间,车辆却迟迟无法启动;有人车辆充电一晚,明明已经充满却还是掉电快等等。这一切背后的原因,归根结底其实是因为新能源车在北方冬季,始终有一项多年来难以攻克的难关,那就是“电不耐用”。而“电不耐用”这一问题又可以具体拆解成 “开源”“节流”“储备”三个因子。
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首先一起来看一下新能源车的用电“节流”环节,也就是电池的充放电这一基本动作。我们都知道,电池的作用就是把输入的电流,通过电池的活性物质进行化学转换,成为可储存的化学能进行保存,在电动车启动的时候再把化学能转换为需要的电流释放,而这个工作状态就是电池一次完整的充放电过程。目前市场上无论哪种动力电池类型,其工作原理都是相似的。
锂离子电池工作原理
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当电池温度低于正常工作的温度区间时,电池电解液黏度增大、正负极材料活性降低,相当于游泳池当中的“清水”变成了“泥潭”,导致锂离子在游动时,内阻增大,游泳的速度降低,相同工况产热损失随之增大,电池电量自然也会同步减少。由此用户使用的直观感受便是,电池在冬季耗电很快。
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对于新能源车来讲,冬季不但没办法“节流”,还增加了很多“开源”的需求,其中最明显也是最主要的,就是空调的制热功能。开惯了传统燃油车的消费者应该知道,燃油车可以利用发动机产生的高温实现对车内温度的提升,在这个过程中并不会启动压缩机,因此几乎没有能量消耗。但在电车时代,没有了发动机的高温相助,制热就显得麻烦起来,虽然电动车在行驶运动时也会产生一定的热量,但不足以满足空调制热的能量需求。目前,行业内比较通用的方式是PTC加热。PTC的具体释义比较复杂,通常是指正温度系数热敏电阻,简而言之就是超过一定的温度时,它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高,至多能达到百万倍,从而实现加热的功能。我们不难看出PTC空调的优点:加热快、结构简单、制造成本低,但PTC的缺点也很致命,就是能耗比较高,空调越热,证明电阻值越高,电流就会减小,想要保证热量就需要耗费