冬季使用电动汽车是什么体验？

两天没更新了，和烟烟一起出了趟远门，早上一早爬起来。

回答这个问题，其实是直面目前插电式车辆的软肋。实际上我自己是开PHEV的，到了上海的冬天，每天我和烟烟一起去上班和下班共同的道路上，在10度以上我们选择开座椅加热，10度以下就开空调，这个时候发动机起来，其实插电式混动就成了一台混合动力，发动机已经起来，是没有纯电行驶的，我买的插电取暖不用高压PTC，必须让发动机介入。对于电驱动车辆来说，在春夏秋三个季节，普遍能享受到的安静和比较强的动力，到了冬季就得直面温度降低对于车辆的影响。事实上最近电动汽车冬季续航随着气温的降低，一下子上了各个媒体的热搜。从2020年的情况来看，电动汽车在私人市场的逐步打开局面标志着中国的新能源汽车发展进入到了一个比较理想的阶段。消费者逐渐也开始认同500公里以上的高续航里程的车辆。但是冬季电动车续航和标称的NEDC续航存在一个打折是目前整个行业面临的一个客观事实，也是整个行业亟待解决的问题。我想写这个问题，一方面是对目前两款配置磷酸铁锂的标志性车辆，Model 3的铁锂版和汉EV的铁锂版本做一些展开。

备注：这个要基于一些调查和实际案例的分析，比较费时间，下篇我会根据案例做一些补充和叙述

01

冬季的能耗影响

从电动汽车的推广来看，是南方远大于北方，看18日的气温，冬季低温对于我国的西北、东北大部分地区有着极其大的影响，黄河以北的温度也是很低的

1）电动汽车在低温下的续航里程折损是由来已久的问题

目前对私人端推广电动汽车，基础就是可用的续航里程问题。对客户而言，纯电动汽车最主要的使用问题，就是续航里程随着使用者的实际工况和环境温度产生较大的差异，仪表盘上的续航里程是根据电池的可用电能进行折算出来的。在冬天低温环境下，这个问题就显得尤其突出了。而我们所实测的数据，在几年前的车型上低温下的里程损失就比较明显了（统计实测数据分析）。我们选择一个相对中立和有年代感的数据，Fleet Carma这个一直用车的做的一些分析。

图2 早期三元车型的能耗（续航里程）随温度特性的变化

实际上低温对于车辆的影响，是所有车辆共有的问题。从整个温度来看，20度左右是所有车辆最理想的工作温度，电驱动的车辆，由于电池本身的特性从5度开始能耗开始上升，到-10度和-20度的时候就会有非常明显的变化。

图3 环境温度对于不同动力总成车辆能耗的影响

02

低温对电动汽车的影响分析

从总体来看，环境温度会对电池、驱动系统、轮胎阻力等驱动系统效率产生影响，在车主开启取暖以后，加热客舱需要的能量也会增加整体能耗。

2.1 低温下电池的特性变化

温度对电池的充放电性能影响最大，锂电池在电极/电解液界面上的电化学反应与环境温度有关。低温下，电解液的粘度降低。导电性下降，活性物质的活性也会降低。会使电解液的浓度差变大，极化增强，锂离子在负极的扩散速度会更慢。容易有锂的析出。温度下降，电极的反应速率也下降。假设电池电压保持恒定，放电电流降低，电池的功率输出也会下降。

低温对电池的电学性能：

内阻上升：在不同的工况下，能量回收占电动汽车能耗下降的这块，由于电池的SOF显示可充电功率的下降，也会大大降低能量回收率

可用容量的下降：如下图所示，电池的OCV和电压平台都会下降，使得电池的可放电容量下降了

2.2）低温对于驱动系统效率

对于传统汽车而言，汽车机油及变速箱油对油耗是有影响的。油液都有一个黏温特性，温度越高粘度越低，温度越低粘度越高。在低温下这两种油液的粘度增大，从而使发动机的运转阻力增大；为了对抗这种阻力，发动机只有多喷油，以维持自身的正常运转。所以，机油和变速箱油的粘度也会影响汽车的油耗，粘度越高油耗也越高。 对于驱动系统而言，这方面的影响相对小一些，但是由于电池温度的下降使得能量回收的功率受到限制，所以驱动系统能量回馈的部分受到很大的影响，这部分使得冬季影响特别大。

2.3） 低温下客户加热客舱的功率

气温比较低的时候，由客户的取暖需求导致的供暖，主要由主要是高压的加热器PTC）和低压的鼓风机两部分完成。通常而言，前者最大的功率为3KW，后者为400W（13.5V 30A）左右。 主要注意的是，实际的使用过程中，由于PTC的加热时间比较长，而且电热效率比较低，加大加热器的功率效果也有限。

2.4） 其他因素

汽车在路上行驶，会受到滚动阻力、加速阻力、坡路阻力以及空气阻力的作用，其中空气阻力的大小与温度有直接的关系。大家知道，温度越高，空气密度越小；温度越低，空气密度越大。比如说在30°C时，空气密度是1.14kg/m³，而在-10°C时，空气密度是1.34kg/m³左右。而空气密度越大，汽车行驶时所受到的空气阻力就越大。所以，冬季气温低，汽车行驶中受到的行驶阻力增大，自然也会增加油耗。而且冬季轮胎滚动阻力变大，也一定程度地增加了能耗。

小结：今年过完冬天，消费者也会客观认识到冬季对于三元和磷酸铁锂的电动汽车的客观影响，下篇我们谈一下目前大家的解决方法和目前的实际效果。虽然大家预期明年大规模会使用低成本的磷酸铁锂的，但是这个逻辑在珠江三角洲是没问题的，长江沿线应该也能勉强用，往上去到黄河以北，难度确实客观存在

原文标题：冬季使用电动汽车是一种什么样的体验？上篇

文章出处：【微信公众号：汽车电子设计】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。

责任编辑：haq