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冬季续航变虚研究及个人解决方案

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Sam.Minami
2020-12-13 11:29

写在提车前,篇二。
今天来谈下冬季电动车制热和续航问题,以及目前个人比较赞同的解决方案。希望通过本文,您可以对冬季电池损耗有个大致概念。

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电动汽车冬季续航缩短,通俗说两个原因:一人怕冷,二电池怕冷。

人怕冷,要开空调。为何冬天空调能耗比夏天高?答案很简单,制暖需求更大:制暖/冷消耗主要由温差决定,冬季-10℃→20℃,制暖需求30℃。夏季35℃→25℃,制冷需求也就10℃而已。

燃油车乘客也怕冷,但为何没觉得冬天制暖更耗油? 因为发动机工作时会产生大量余热,这些热量足以取暖。而电车呢?因为能量转换效率高达90%+,比发动机20-40%高很多,余热少、所以需要消耗额外能量制暖。

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目前市面上电车制热主要两种:热泵和PTC(P7使用后者)
热泵相当空调,内外搬运热量,功率1~2kW。在外界温度不太低的情况下,制热较好;当外界温度越低,效果越差,低于-10,效果就大打折扣了。
PTC相当电暖,用电阻丝发热,功率3~5kW。外界温度高低不影响其发热效率。

两种方式各有利弊,PTC简单粗暴,但效果好;热泵系统更复杂,但效率高。对于续航的影响,比如小鹏P7的80kWh电,PTC空调每小时用电3~5度,即每小时会减少约3~6%续航。

同时,座椅加热最大功率在1~2kW,每小时使用会影响1-2%的续航。

此外,当冬季室外温度较低,小鹏电池包会自加热以维持电池正常放电,这个加热器功率可达5~10kW。当冬季车辆启动的时候,要靠此将电池加热到适合工作的温度,每小时对续航产生6%-12.5%负面影响。

由此可见,网友推崇的关空调法对延长续航效果有限。

综合计算,当PTC以最大功率加热,电池包加热器以最大功率加热,你开启了座椅加热,也以最大功率加热,仅加热功率就接近15~20kW,这和60~90kmh的巡航电机所需功率不相上下。PTC会减少3%~6%的续航,电池包加热器会减少6%~13%的续航,座椅加热会减少2%的续航,总计续航会缩水20%以上。同时,低温下锂离子活性降低,会造成容量损失,和放电损失(电池内

低温状态下三种不同电池都出现内阻增加的情况。
温度正常时,锂离子可以顺利地穿过电解液。低温时,电解液变得“粘稠”,本来一度电能跑5公里的,现在只能跑4公里。

小建议:
1、如果你有车库且库内温度零上,冬季续航影响会较小。
2、如果温度不低于0度,推荐考虑带热泵式空调车型。如果冬季温度一般0以下,那么PTC加热的小鹏是您最好的选择。
3、如果冬季温度经常低于-10度,且自己没有车库没有充电桩,且经常清晨出发,那么请远离电车吧。

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为何热泵并非最佳解?

根据焦耳定律放热,PTC电阻丝1度电可转换成1度热,效率较低。

有没有1度电带来更多热量的方法呢?

有,热泵,前两年Bosch在奥迪Q7 e-etron有使用,特斯拉Model Y也有。理论上热泵系统可以用1度电带来3度热,制暖效率达300%,非常节能。但就像发动机一样,要达到此效率,需要稳定的温度、湿度、风速条件(这些都是影响蒸发与冷凝的因素)。但对于汽车来说,一个都保证不了…… 理论效率300%,实际效率也就150%。1度电可以换来1.5度热,比PTC好一点,但个人看来也就半斤八两。对纯电汽车来说,这种头痛医头、脚痛医脚的方法,不能从根本解决问题。


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有没有更巧妙、更根本的方法呢?

今年看过《囧妈》的鹏友可能见过这个玩意,徐峥母子被毛子送往火车站路上的一段————车内火炉。

在电车上烧油取暖并不是玩笑。市面上威马Ex5的柴油加热系统就是这个原理。6升柴油,若燃烧放热,完全可满足80kWh电池包制热需求 —— 得益于化石燃料的高能量密度,电车制暖就不必抠门了。整个方案体积占用不大,后驱P7完全有空间利用被阉割的前电驱动机位置加装此套设备,小鹏完全可在改款或后续车型学习借鉴此设计。

当我开着小鹏到加油站,对小哥说
“小伙子,给我加满柴油!”
“大哥,您这是欧洲进口车吗,加柴油啊?”
“不是,我这是纯电动!”
“???”

最后附上P7供应商列表和猫桑


#冬季用车Tips#
@鹏友大管家

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