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直面电动汽车冬季行驶痛点,冬天续航都到哪儿去了?

2020-12-24 14:15:12来源:腾讯汽车

对于驾驶电动汽车的用户来说,续航里程一直是绕不开的一个痛点,而在北方的寒冬腊月里,更是痛上加痛。即便现在很多电动汽车的续航已经提升到五六百公里,但只要到了冬天,用户在驾驶电动汽车的过程中依然存在困扰。

虽然大多数开过电动汽车的人都知道电动汽车冬季掉电快,续航衰减严重,但可能未必知道其中缘由。

12月23日,北汽新能源研究院副院长代康伟在ARCFOX极狐三里屯体验中心为大家解答了电动汽车续航的相关问题。

据代康伟介绍,冬季影响电动汽车续航表现有三个主要因素。

第一个是一般大众都知道的电池特性问题。从技术的角度来说,动力电池是通过锂离子在电解液中转移和正负极中嵌入、脱嵌来实现充放电。低温状态下,电池正负极材料活性和内部电解液导电能力下降,内阻增大,工作电流就变小,对外表现为动力电池可用容量的衰减,也是续航里程打折扣原因之一。

目前,行业内普遍应对电池低温衰减的办法主要是通过PTC加热系统给电池加热,让其处于正常的工作状态,最大发挥电池充放电效率,不过这一技术对电池升温的速度还不够快。

为了提升加热速率,减少用户等待时间,北汽除了PTC加热方式外,还在研究两项黑科技。

一是超低温冷启动。这项技术原理是利用低温下电芯内阻增大的特性,通过高频大电流脉冲充/放电实现快速加热效果。与传统PTC加热方式比,由于电芯内自发热,这项技术温度一致性更好。

二是全气候电池。该技术通过给电芯间镍片通电生热的方式,快速向电芯传热使其升温。今年1月,北汽新能源在黑龙江成功进行了低温测试,电池温度从零下18度到18度仅用时300秒左右。

第二是冬季空调系统的使用。一般我们形容油耗较高的燃油车为“油老虎”,代康伟表示,冬季的空调采暖对于电动汽车来说就是“电老虎”。在燃油车里,空调系统的热源来自发动机预热。而发动机的转化效率用在动力上仅占40%,剩余的60%热量转换可以完全满足驾乘人员空调采暖需求。但电动汽车由于没有发动机预热,所有加热的需求都来源于电动汽车搭载的动力电池,因此使用空调成为电动汽车冬季续航下降的一个重要因素。

在空调系统上,电动汽车已经经历了早期的电加热丝和管路集成系统,目前已经进入到3.0热泵系统时代。

代康伟介绍,常规的热泵系统有一定环境温度的局限性,一般只能适应零下10度以上且效率会随温度降低而降低。而目前比较前沿的技术是CO2热泵,它能做到零下30度依然可以工作,并且采暖效率比现在高30%以上,续驶里程可以提升15%。目前北汽新能源正在做这方面的技术储备,已经开展了实车测试,并取得了成功。同时,北汽新能源还研发出了一套极寒技术群,包含驻车保温、远程充电保温、电池速加热、矩阵闪充、低温行车能量自适应、能量智能回收、超低温热泵空调系统等,提高低温下的整车续航里程和充放电能力。

第三点估计大部分用户不太知道,就是冬季随着气温下降,汽车的传动系统阻力会产生变化。由于冬季空气密度变大,导致整车的风阻和轮胎阻力都会加大,并且传动系统里的润滑油脂在气温下降后的效率也会发生变化,所以电动汽车冬天用同样的动力行驶,消耗的电量会比其他季节更多。

对此,代康伟介绍,北汽麦格纳ARCFOX αT通过单踏板技术,配合车身轻量化和低风阻设计,在冬季行驶中可以有效降低阻力,并获得更好的能量回馈,从而提升车辆续航表现。

在保证电动汽车低温性能的同时,北汽新能源还以优质电芯+高效电池包成组效率+干湿分离热管理技术来确保电池的使用安全。

北汽新能源目前采用SK三元锂离子电池,从设计开发、生产制造、集成应用、安全预警等环节都严格控制产品安全,实现最大限度保障用户的用车安全。

代康伟介绍,“碰撞安全上,我们从整车到电芯做了多重防护设计,电池系统不再是挂在车身上的一个系统,而是车身刚度、强度的一个支撑部分”。另外,通过电池箱体边框型材形状优化设计,形成了大量吸能区,可以有效吸收碰撞动能,避免内部零部件变形和相对位移,保障系统安全。

针对电池安全问题,北汽新能源还创新性的研发出第4代IBTC电池热管理技术——干湿分离热管理技术。具体来说,就是将液冷系统集流管布置在边框型材腔内,额外增加一层密封。即使发生非常严重的碰撞,使液冷系统受损漏液,因为模组和液冷系统分仓设计,又有双层密封,可以避免冷却液泄露引发的绝缘失效问题。

不仅如此,北汽新能源所设计的电池系统还具备防水、防尘、防火等技术优势。电池包同时满足IP68和IP69K级别的防尘防水技术标准,可防高压喷水;电池包设计还满足国标和欧标双重标准,内部布置防火结构,充分保障驾乘者的出行安全。

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