冬天一到,電動(dòng)車(chē)又成你爹了
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出品 | 虎嗅汽車(chē)組作者 | 王笑漁編輯 | 周到頭圖 |Teslarati這個(gè)冬天,瑞士的“電動(dòng)爹”很可能要被禁止上路了。事情是這樣的。據(jù)《每日電訊報(bào)》報(bào)道稱,瑞士官員已經(jīng)起草了一項(xiàng)限制電力使用的提案,以防該國(guó)出現(xiàn)能源短缺。其中一項(xiàng)關(guān)于電動(dòng)汽車(chē)的禁令稱,“私人使用電動(dòng)汽車(chē)只允許用于絕對(duì)必要的旅行(例如,上班、購(gòu)物、看病等)”——俗稱,“非必要”不開(kāi)電動(dòng)車(chē)。不過(guò),瑞士的這項(xiàng)“電動(dòng)汽車(chē)禁令”還處于草案階段。即便是冬天的電力短缺加劇,該禁令也會(huì)分為四個(gè)階段執(zhí)行,只有到了第三個(gè)階段才會(huì)觸發(fā)“禁止電動(dòng)汽車(chē)”的條款。但瑞士的這一擔(dān)憂并非無(wú)中生有,因?yàn)殡妱?dòng)車(chē)的冬季續(xù)航普遍打五折,去充電的次數(shù)也就更加頻繁,最終可能加劇電力短缺。更殘酷的事實(shí)是,半數(shù)的新款電動(dòng)汽車(chē),在冬季的續(xù)航里程不止打五折。前段時(shí)間,懂車(chē)帝拉了60臺(tái)今年上市的熱門(mén)新能源汽車(chē),到內(nèi)蒙古牙克石和根河進(jìn)行冬季續(xù)航測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示,在-15℃的條件下,這一批新能源汽車(chē)的平均續(xù)航達(dá)成率為48.5%。所謂的續(xù)航達(dá)成率,是把“實(shí)際行駛的續(xù)航里程”與“官方標(biāo)稱的續(xù)航里程”相除。最終得到的續(xù)航達(dá)成率越高,則說(shuō)明車(chē)輛的續(xù)航里程精準(zhǔn)。而如果續(xù)航達(dá)成率越低,說(shuō)明它的“虛標(biāo)情況”越嚴(yán)重。比如豐田bZ4X,在這次冬季測(cè)試中,僅得到了37%的續(xù)航達(dá)成率。官方續(xù)航里程為560公里,但實(shí)際的低溫續(xù)航卻僅有208.6公里,直接打了“骨折”。冬季續(xù)航打折還只是第一步,車(chē)門(mén)無(wú)法打開(kāi)、車(chē)輛無(wú)法啟動(dòng)、玻璃被凍碎、空懸出故障...都在這次冬季測(cè)試中被暴露無(wú)疑。所以,奉勸各位北方地區(qū),尤其是東北地區(qū)的車(chē)主們,冬天“非不要”不開(kāi)電動(dòng)車(chē)。冬季續(xù)航,現(xiàn)在流行打四折每到冬天,很多電動(dòng)車(chē)主都有這樣的疑惑:“為什么表顯續(xù)航里程500公里,實(shí)際卻只能開(kāi)250?”這里需要給大家理清一個(gè)現(xiàn)實(shí)是,只要是用鋰電池的電動(dòng)汽車(chē),那么它的冬季續(xù)航就必定會(huì)打折扣。具體原因,還得從電池材料構(gòu)成說(shuō)起。業(yè)內(nèi)主流的動(dòng)力電池路線有兩種:三元鋰和磷酸鐵鋰。它們的正極材料一般為三元(NCM/NCA)、磷酸鐵鋰(LFP),而負(fù)極為石墨(Graphite)。充電時(shí),鋰離子從正極晶格出來(lái),穿過(guò)電解液隔膜到負(fù)極,嵌入石墨層間。而放電的過(guò)程,是從石墨負(fù)極層間里出來(lái),再回到正極晶格。磷酸鐵鋰(LiFePO4)電池內(nèi)部的放電過(guò)程(圖源:Materials insights into low-temperature performances of lithium-ion batteries)別看這一顆小小的電池,這可是一個(gè)復(fù)雜的電化學(xué)系統(tǒng),其中包括了固體材料:正極材料、負(fù)極材料,纖維隔膜等;以及液體材料:有機(jī)電解液(包含鋰鹽,溶劑及其他添加劑)等。無(wú)論是材料,還是反應(yīng)過(guò)程,都會(huì)受到低溫的影響——固體材料的“熱脹冷縮”、液體材料在低溫下黏度增大甚至凝固、帶電粒子的傳質(zhì)過(guò)程和電化學(xué)反應(yīng)的速度降低。在不同的溫度下,城市和高速公路駕駛的續(xù)航航范圍(作為為UDDS-Urban Dynamometer Driving Schedule城市道路循環(huán)工況、右圖為SFTP US06-激烈駕駛工況)尤其是在低溫環(huán)境下,電解液變粘稠,這時(shí)候負(fù)責(zé)放電的鋰離子就難以穿過(guò),那么放電效果就會(huì)“大打折扣”,而同時(shí)鋰離子的活性也會(huì)降低,自己“懶得動(dòng)”。最終出現(xiàn)的結(jié)果就是,實(shí)際可行駛的續(xù)航里程,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于官方標(biāo)定的續(xù)航里程。比如,在懂車(chē)帝2022冬季測(cè)試中的低溫續(xù)航測(cè)試環(huán)節(jié)中,大批的純電車(chē)型半路趴窩,遠(yuǎn)不及官方續(xù)航里程。要知道,這次的測(cè)試路段距離并不遠(yuǎn),從牙克石到根河只有341公里的路程,而且行駛速度不快,只開(kāi)到50公里每小時(shí)的平均車(chē)速(車(chē)輛全部換裝雪地胎)。這次測(cè)試中,唯一對(duì)續(xù)航里程影響比較大的因素,就是溫度——測(cè)試氣溫為零下15到零下10攝氏度。首先是登場(chǎng)的是豐田bZ4X。官方標(biāo)定的560公里續(xù)航里程,豐田bZ4X只跑了208.6公里之后就“趴窩”了,折算后的續(xù)航達(dá)成率僅為37%。這一成績(jī),甚至都不如三款微型電動(dòng)車(chē)奇瑞QQ冰淇淋(續(xù)航達(dá)成率38%)、長(zhǎng)安Lumin(44%)、五菱宏光MINI EV(47%)。緊隨其后的,是同為合資品牌純電車(chē)型的日產(chǎn)ARIYA。官方標(biāo)定續(xù)航里程為533公里,在跑了249.7公里之后日產(chǎn)也“趴窩”了,折算后的續(xù)航達(dá)成率為46%。真可謂是傳統(tǒng)車(chē)企一發(fā)力,結(jié)果卻是臉著地。經(jīng)過(guò)低溫續(xù)航測(cè)試,我們會(huì)發(fā)現(xiàn):現(xiàn)階段,增加電池容量依舊是提升續(xù)航最有效的方式。因?yàn)槔m(xù)航前十名車(chē)型中,有8臺(tái)車(chē)的電池容量超過(guò)80kWh。實(shí)際續(xù)航超過(guò)300公里的車(chē)型中,有73%的車(chē)型電池容量都超過(guò)80kWh。比如,在頭部選手中,比亞迪漢EV 610KM四驅(qū)尊享型,用85.4kWh的電池包跑出366.3公里的實(shí)際續(xù)航,續(xù)航達(dá)成率為60%;而蔚來(lái)ET7 100kWh首發(fā)版,用100kWh的電池包跑出了375.7公里的實(shí)際續(xù)航里程,續(xù)航達(dá)成率為55%。比續(xù)航達(dá)成率,比亞迪是第一名,但比續(xù)航里程,蔚來(lái)卻是第一名??傊褪谴罅Τ銎孥E,反正冬季續(xù)航都要打折,電池越大,打折后續(xù)航也就越長(zhǎng)。冬季能耗,偷走了你的續(xù)航電動(dòng)車(chē)和燃油車(chē)一樣,在冬季的能耗都會(huì)比夏季要高。在低溫下,燃油車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率會(huì)下降,從而導(dǎo)致噴油量增加。以及,開(kāi)暖氣啟動(dòng)壓縮機(jī)等等原因也會(huì)導(dǎo)致油耗增加。但油車(chē)的好處是,燃油車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的余熱可以用于車(chē)艙內(nèi)供暖,總整體能源使用效率上做到提升。況且,燃油車(chē)可以輕松地找到周邊的加油站,但電動(dòng)車(chē)并不是隨時(shí)都可以完成能源補(bǔ)給。所以,電動(dòng)車(chē)更需要注重車(chē)輛的能源使用效率——換成人話說(shuō),就是省電。比如,豐田bZ4X跑出了32kWh/100km的電耗,就屬于相當(dāng)費(fèi)電的那種。以這款車(chē)電池包容量66.7kWh計(jì)算,這樣的冬季能耗只夠它跑200多公里,與官方標(biāo)定的560公里續(xù)航里程相去甚遠(yuǎn)。更令人匪夷所思的是,豐田bZ4X四驅(qū)版的前/后80kW的小電機(jī),本應(yīng)該是起到“省電”的作用。豐田bZ4X其實(shí),純電動(dòng)車(chē)的冬季能耗,除了驅(qū)動(dòng)電機(jī)這項(xiàng)最基本的能耗之外,電池制熱和車(chē)內(nèi)制暖這兩項(xiàng),也占到了整車(chē)能量消耗的一半以上。而bZ4X的電池低溫問(wèn)題,早就有媒體爆料。根據(jù)此前的媒體報(bào)道,bZ4X在嚴(yán)寒環(huán)境下,電池管理系統(tǒng)會(huì)出錯(cuò),導(dǎo)致無(wú)法充電。消息指出,這有可能是因?yàn)殡娫礈乜貦C(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)問(wèn)題,因?yàn)榧訙毓β什蛔阋詽M足電池在寒冷溫度下的工作溫度需求,導(dǎo)致故障。在低溫續(xù)航上,真正拉開(kāi)差距的是熱管理系統(tǒng)。因?yàn)?,?dòng)力電池比較舒適的工作溫度區(qū)間為10到45℃。所以在低溫環(huán)境下行駛時(shí),熱管理系統(tǒng)需要先給電池進(jìn)行加熱,以保證動(dòng)力電池工作在合適的溫度區(qū)間。同樣的,在低溫環(huán)境下充電時(shí),也需要先給電池預(yù)熱。當(dāng)電池溫度達(dá)到25度以上之后,才能進(jìn)行大功率快充。比如,鋰電池在0℃以下充電容易產(chǎn)生析鋰現(xiàn)象,引起不可逆的損傷和安全問(wèn)題——長(zhǎng)期以往,可能會(huì)誘發(fā)短路、自燃。豐田bZ4X的問(wèn)題,大概率是過(guò)于重視電池加熱了。每個(gè)電池單體的下方,豐田都設(shè)計(jì)有電池電加熱裝置,主要為了通過(guò)溫度的控制,來(lái)抑制電池的老化。因?yàn)樨S田bZ4X的產(chǎn)品理念,就是“10年后電池容量保持率90%”。但這給用戶造成的困擾就是,冬季電耗奇高無(wú)比,而且充電速度奇慢無(wú)比。在低溫充電測(cè)試環(huán)節(jié)中,豐田bZ4X插上了120kW的大功率快充充電,但卻需要423分鐘(約7個(gè)小時(shí))的時(shí)間才能充滿。其中,從80%充到99%,豐田bZ4X更是需要耗費(fèi)5個(gè)多小時(shí)。而且這還不是偶然現(xiàn)象,在冬測(cè)期間7次充電都有發(fā)生類似的“充電巨慢”情況。為了實(shí)現(xiàn)溫控,大多數(shù)純電車(chē)型都采用了熱泵空調(diào)+PTC的方式。PTC俗稱正溫度系數(shù)熱敏電阻,隨著溫度的升高電阻也升高,可恒溫發(fā)熱。其優(yōu)點(diǎn)是成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、出熱快、受外界環(huán)境影響小,但缺點(diǎn)是費(fèi)電。隨著外界溫度降低,PTC的電阻值隨之減小,電流通過(guò)電阻產(chǎn)生熱量,其制熱能效比最大值不超過(guò)1,也就是說(shuō)1kW電量最多可產(chǎn)生1kW熱量。熱泵空調(diào),則是利用蒸發(fā)吸熱,液化放熱的熱?學(xué)原理,在乘客艙、電池、電機(jī)之間完成熱量的轉(zhuǎn)移。與PTC加熱不同,PTC是實(shí)實(shí)在在的能量的產(chǎn)生過(guò)程,能效比大約在0.95,需損耗非常多的電能;而熱泵制熱方案是以冷媒為介質(zhì)的熱傳遞的過(guò)程,是能量的搬運(yùn),最高能效比可以達(dá)到2,也就意味著同樣的熱量需求,熱泵制熱方案相比于傳統(tǒng)的非熱泵制熱方案,電能損耗僅為一半。在冬季測(cè)試中,熱泵+PTC輔熱空調(diào)裝配率很高,共23款,占比達(dá)到了57.5%。但熱泵空調(diào)制熱能力兩極分化明顯,升溫至20°C以上的5款車(chē)型中,前4名都是熱泵空調(diào)系統(tǒng),第五名為發(fā)動(dòng)機(jī)/PTC制熱;在只能升溫至10°C以內(nèi)的7款車(chē)中,4款車(chē)配備熱泵空調(diào)。但問(wèn)題在于如果溫度過(guò)低,熱泵空調(diào)可能也會(huì)罷工。比如在零下十幾度的環(huán)境中,車(chē)外溫度較低的同時(shí),空氣中含有較多水分。這種極端條件下,空氣中的水分會(huì)在車(chē)外表面結(jié)霜,結(jié)霜后導(dǎo)致?lián)Q熱裝置很難再?gòu)耐饨绛h(huán)境有效地吸收熱量,也就導(dǎo)致熱泵空調(diào)無(wú)法繼續(xù)工作。所以,一般環(huán)境溫度低至-10℃的時(shí)候,仍需要靠PTC加熱來(lái)維持溫度。如果是升溫效果不好的車(chē)型,多半是低溫高寒的標(biāo)定出了問(wèn)題。 畢竟,如果熱泵空調(diào)沒(méi)有PTC精妙的配合,也是很難在零下十幾度的低溫中,為座艙和電池提供較高制熱效果。比亞迪e3.0平臺(tái)的集成熱管理系統(tǒng)面對(duì)零下十幾度的低溫,目前只有比亞迪表示沒(méi)壓力——比亞迪漢EV在低溫續(xù)航達(dá)成率排名第一,比亞迪海豹的低溫充電時(shí)間排名第一。從技術(shù)層面來(lái)看,比亞迪的e平臺(tái) 3.0全面取消了耗能最大的PTC控制模組后,駕駛艙制暖預(yù)熱交給熱泵電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)以及來(lái)自電驅(qū)+電控系統(tǒng)的余熱,動(dòng)力電池低溫需求則由熱泵電空調(diào)支持。這即解決了車(chē)內(nèi)采暖和電池加熱的問(wèn)題,又解決的能耗的問(wèn)題。這也就是為什么,雖然比亞迪的車(chē)型都搭載了“畏寒”的磷酸鐵鋰電池,但相比眾多的三元鋰電池的車(chē)型依舊能夠?qū)崿F(xiàn)較好的冬季續(xù)航表現(xiàn)。提升電池容量、降低電耗,才是解開(kāi)冬季續(xù)航里程大打折扣的兩個(gè)核心要點(diǎn)。電動(dòng)爹,停著也出問(wèn)題出遠(yuǎn)門(mén)也不行,不出門(mén)也不行,這完美地詮釋了“電動(dòng)爹”三個(gè)字。在懂車(chē)帝2022冬季測(cè)試中,集中爆發(fā)的可靠性問(wèn)題,有兩大類:小電瓶虧電、車(chē)門(mén)凍壞了。比如,理想L9運(yùn)輸?shù)窖揽耸牡谝惶炀统霈F(xiàn)了無(wú)法啟動(dòng)的情況,也是本次測(cè)試中500萬(wàn)以內(nèi)第一個(gè)打不著的車(chē),而原因就是小電瓶沒(méi)電了。同樣的情況也出現(xiàn)在比亞迪元Plus和海豚身上,也是因?yàn)樾‰娖刻濍?,?chē)輛無(wú)法正常啟動(dòng)。測(cè)試中,共有6臺(tái)車(chē)出現(xiàn)小電瓶虧電需要搭電的問(wèn)題。理想L9通常來(lái)說(shuō),12V低壓電池負(fù)責(zé)車(chē)輛的啟動(dòng)、解鎖、燈光、各類儀表屏等低壓電器的供電。傳統(tǒng)燃油車(chē)的低壓用電,一般都是來(lái)自于鉛酸電池。然而,有些新能源汽車(chē)的低壓電池,換上了能量密度更高的磷酸鐵鋰電池。但也正是因?yàn)榱姿徼F鋰電池在低溫下活性差,導(dǎo)致了小電瓶出現(xiàn)虧電的情況出現(xiàn)。因?yàn)榱姿徼F鋰電池在0°C環(huán)境下容量保持率約60-70%,零下10°C時(shí)衰減到40-55%,零下20°C只剩下20-40%。而常見(jiàn)的鉛酸汽車(chē)電瓶的工作溫度是在-30°C到60°C之間,品質(zhì)比較優(yōu)良的高節(jié)能環(huán)保鉛酸電池能到-40°C到70°C之間,在低溫下的性能是要優(yōu)于磷酸鐵鋰的。所以,用磷酸鐵鋰作為小電瓶的新能源車(chē)型,在冬季用車(chē)時(shí)要做好搭電的準(zhǔn)備。小電瓶被凍沒(méi)電,是很多燃油車(chē)也會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題,已經(jīng)不足為奇了。但因?yàn)闇囟忍?,?dǎo)致車(chē)門(mén)無(wú)法關(guān)閉、門(mén)把手故障,那屬實(shí)是電動(dòng)爹才有的風(fēng)范。比如,小鵬G9,測(cè)試還沒(méi)開(kāi)始,右后門(mén)就在板車(chē)上凍住了,無(wú)法正常打開(kāi)車(chē)門(mén)。小鵬G9“遙遙領(lǐng)先”的問(wèn)界M7,則在續(xù)航測(cè)試中出現(xiàn)了后車(chē)門(mén)關(guān)不上的情況。并且,問(wèn)界M7在冰凍測(cè)試之后,主駕駛位的車(chē)門(mén)從外面也打不開(kāi)了。問(wèn)界M7還有,飛凡R7的隱藏式門(mén)把手,被凍得無(wú)法收回。據(jù)統(tǒng)計(jì),本次冬季測(cè)試中共有5臺(tái)車(chē)出現(xiàn)了門(mén)把手故障,均是隱藏式門(mén)把手。除了門(mén)被凍壞,還有車(chē)把后視鏡玻璃給凍掉了的。比如歐拉閃電貓,后視鏡內(nèi)部的膠被凍硬了,膠完成失效了,后視鏡面僅靠線束來(lái)固定。問(wèn)題可能還是出在耐候性上,如果多做兩輪冬季測(cè)試,想必不會(huì)在量產(chǎn)車(chē)型上犯如此低級(jí)的錯(cuò)誤。歐拉閃電貓而小鵬G9在車(chē)門(mén)打不開(kāi)之后,在測(cè)試中又出現(xiàn)了空氣懸架的故障。此次冬測(cè)共有3款車(chē)空氣懸架出現(xiàn)故障,行駛后恢復(fù)。冬測(cè)配備空氣懸架的車(chē)型共有7款,出問(wèn)題的概率42.8%。“小鵬G9是不是沒(méi)把高寒測(cè)試做完呢?”懂車(chē)帝冬季測(cè)試主持人東門(mén)健男在視頻中發(fā)問(wèn)。在他看來(lái),整體上最近一年上市的新車(chē)問(wèn)題比較多,在冬季測(cè)試中也會(huì)出現(xiàn)各種各樣奇怪的小問(wèn)題或者大問(wèn)題。相比而言,上市時(shí)間久一些的車(chē)型反倒是問(wèn)題少了很多。比如小鵬P7和P5,就沒(méi)有小鵬G9這么多故障,就成熟了不少。低溫,是電動(dòng)車(chē)的最大的天敵。冬季續(xù)航打五折,仍是目前行業(yè)的常態(tài)。但是,每一家企業(yè)解決低溫問(wèn)題的路徑不同,有的選擇加大電池容量,有的選擇優(yōu)化熱管理系統(tǒng)。殊途同歸,大家都是想讓電動(dòng)車(chē)在低溫環(huán)境下盡量地跑遠(yuǎn)一點(diǎn)、問(wèn)題少一點(diǎn)。從冬測(cè)結(jié)果看,今年續(xù)航達(dá)成率平均值48.5%,超過(guò)了去年的平均值46.8%。這說(shuō)明今年新上市的純電車(chē)型,在冬季續(xù)航能力方面有一定的進(jìn)步。其中,國(guó)產(chǎn)品牌的續(xù)航達(dá)成率達(dá)到了49.1%,遠(yuǎn)超合資品牌45.8%。這說(shuō)明,國(guó)產(chǎn)新能源汽車(chē)在三電能力上,依舊處于領(lǐng)先和引領(lǐng)的地位。只不過(guò),在低溫可靠性方面,國(guó)產(chǎn)新能源汽車(chē)依舊沒(méi)有忘本——大毛病沒(méi)有,小毛病不斷。如果你不會(huì)給小電瓶搭電、不會(huì)徒手破冰開(kāi)車(chē)門(mén),那么在北方的冬天里,還是“非必要”不開(kāi)著電動(dòng)車(chē)吧。本內(nèi)容為作者獨(dú)立觀點(diǎn),不代表虎嗅立場(chǎng)。未經(jīng)允許不得轉(zhuǎn)載,授權(quán)事宜請(qǐng)聯(lián)系 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