冬季续航大缩水，是电动车的宿命吗？

去年12月，我们做了一个关于电动车冬季续航表现的调查。核心结论是，虽然电动车整体续航水平较几年前有所提升，但用户对车辆冬季续航能力的满意度并没有提高。

(关于消费者对其电动汽车冬季续航能力满意度的调查，请参考“安电调查| 2020年冬季。作为电动车车主你敢开暖风吗？”随着近期寒潮来临，即使在海南三亚，虽然气温与北方相比仍在20℃左右，但对于当地居民来说，仍有一种“几十年没这么冷了”的感觉。在这样的情况下，消费者对电动车冬季续航的抱怨也有所升温。当然，从另一个角度来看，这也是一件好事。一方面，随着电动汽车数量的增加，消费者对这一领域的关注度越来越高；另一方面，电动车已经从无初始要求的“占号工具”成为消费者生活中实实在在的一部分。所以，对于新生事物，消费者不仅要充分行使自己的话语权，更要用科学理性的眼光去看待。为什么冬天电池寿命会降低？为什么冬天电池寿命会大大降低，和电动车本身的属性是分不开的。与传统燃油车相比，电动汽车的电子电气系统更加复杂，大部分零部件都有自己的最佳工作温度范围。比如动力电池作为决定续航能力的关键，对温度高度敏感，高效工作温度为10-30℃。在高温或低温环境下需要调节电池组的温度，需要为电池组提供或带走一定的热量。

不同温度条件下电池性能的变化曲线从上面的测试数据图可以看出，当气温为-20℃时，动力电池的输出功率下降明显，仅为标称值的60%左右(这里所说的电池输出功率下降定义为极寒天气)，可见温度对动力电池输出功率的影响非常显著。同时，由于低温下锂离子电池内阻增大，活性降低，充放电功率也明显下降(如与-25℃和5℃相比，充电容量下降80%以上，放电容量下降85%以上)。而且低温充电时容易发生负极锂析出，严重影响电池的寿命和安全。因此，为了保护电池，BMS控制策略会严格限制电池在低温下的工作边界，导致车辆低温性能明显缩水。不仅如此，冬季使用空调还需要消耗相当多的电力，导致能耗快速增加。一辆功率超过35kWh的电动车，一般空调的能耗占20%左右。所以低温下动力电池的输出能量会大大降低，同时空调等取暖设备的使用也会增加，断电速度自然会进一步加快。

此外，消费者冬季的驾驶习惯也会影响车辆的能耗。冬天的凌晨，整个电动车处于低温状态。驾驶初期，消费者满负荷运行时，如电瓶加热、空调加热、大灯、加热座椅等。，一段时间内耗电量会增加，直接体现在续航里程的迅速缩短。汽车行驶一段时间后，耗电量会趋于稳定。此外，由于消费者习惯驾驶电动车，尚未形成操作油门踏板的习惯，电机的扭矩响应时间远快于燃油车驾驶员的预期，往往会导致突然加速，也会相应增加车辆的功耗。为什么消费者对停电的感受如此强烈？事实上，冬季车辆能耗增加并不是电动车的“专利”。燃油车停放一夜，油耗会随着发动机温度(包括机油温度)的降低而增加。比如冬天早晨，车辆开始行驶到3公里左右，发动机水温还没有达到正常温度，油耗就会明显增加。为了保护发动机，冬季加油车要先通电再点火，让机油预热润滑后才能启动。往往正常行驶4公里后车内空调会明显升温，驾驶体验会恢复正常。但由于燃油车和电动车计算和显示能量的逻辑不同，车主的感受并不明显。目前……，中国工业和信息化部在测试纯电动汽车综合里程时采用NEDC测试标准。该标准包括四个市区循环和一个郊区循环(模拟)，其中市区循环的速度较低，郊区循环的速度较高。应该注意的是，在NEDC测试期间，所有剩余的负载(空调、前灯、加热座椅等)。)将被关闭。所以实测数据和实际道路使用会有很大差距。即使是相对更可靠的WLTP(全球轻型汽车测试循环)测试，这样的差距依然存在。根据某检测机构的数据，日叶在-7℃时，百公里WLTC功耗为31kwh/100km，当温度上升到23℃时，该值变为17.5kwh/100km，当温度达到35℃时，该值又下降到20.1kwh/100km。所以可以看出，在寒冷的冬天开启负载时，负载(空调、大灯、加热座椅等)的影响。)以及动力电池本身的化学特性、整车的设计以及消费者的习惯，确实会导致实际续航里程与标注续航里程差距较大。这也是消费者对电动车冬季续航里程的变化比燃油车更敏感的主要原因。再加上充电的便捷性和及时性是目前加油无法比拟的，所以冬季电动车续航时间缩水的抱怨才会如此明显。积极寻找解决方案毫无疑问，如何解决冬季续航问题，是决定新能源市场能否进一步渗透的关键。目前，整车、电池企业和高校都在积极寻找解决方案。以近几年流行的热泵空调为例，这是车企为提高热效率，增加冬季续航能力而采取的手段之一。热泵作为一种高效的加热手段，可以像“热泵”一样，通过蒸汽压缩循环将外界热量移入目标环境。这一技术在家用空调中的应用由来已久，目前技术已经相当成熟。在纯电动汽车中，由于电机产生的热量太小，无法满足制热需求，如果采用热泵制热技术，可以有效解决冬季的制热问题。从下图中不难看出，近年来，搭载热泵空调系统的纯电动汽车逐渐增多，热泵已经成为电动汽车空调行业下一步的发展趋势。

当然，这只是锦上添花的有效方式。要从根本上解决问题，离不开动力电池层面的技术创新和研发。据了解，当代安培科技有限公司提出了一种电池内部快速自加热技术。主要原理是用大电流脉冲对电池进行充放电，利用电池本身的内阻对电池进行加热，通过调节脉冲占空比来调节加热电流。该方案几乎不增加成本，可在15分钟内将电池组从-25℃加热到5℃，容量损失6%，放电容量7次，充电容量5次。与其他加热方案相比，该方案综合性能最好，对电池寿命几乎没有影响。目前，该方案已完成电池模块和电池组级的功能测试，正在进行产业化设计和推广。预计今年将实现实际装载应用。总结:其实回顾燃油车的发展历史可以发现，虽然蒸汽机早在18世纪就被发明了，但是直到1885年卡尔·本茨才造出了单缸汽油发动机。随后随着多家汽车公司的成立，燃油车在技术和工艺制造方面开始快速发展，最终进入繁荣稳定期。这个时期经历了一个多世纪。因此，作为汽车发展史上的新生事物，新能源汽车在中国10年左右的发展过程中仍然有问题需要处理，也就不足为奇了。借用一句熟悉的话来形容……cribe现阶段的问题是:消费者日益增长的美好出行需求与相关技术和设施发展不平衡、不充分之间的矛盾。对于行业来说，显然充分认识到了问题所在，而对于消费者来说，用更加理性的眼光看待这种情况就显得尤为关键。相比燃油车技术原有的迭代速度，新能源汽车的核心技术发展步伐提高了数倍。我们有理由相信，这个新市场真的正以超乎我们想象的速度向消费者走来。去年12月，我们做了一个关于电动车冬季续航表现的调查。核心结论是，虽然电动车整体续航水平较几年前有所提升，但用户对车辆冬季续航能力的满意度并没有提高。

(关于消费者对其电动汽车冬季续航能力满意度的调查，请参考“安电调查| 2020年冬季。作为电动车车主你敢开暖风吗？”随着近期寒潮来临，即使在海南三亚，虽然气温与北方相比仍在20℃左右，但对于当地居民来说，仍有一种“几十年没这么冷了”的感觉。在这样的情况下，消费者对电动车冬季续航的抱怨也有所升温。当然，从另一个角度来看，这也是一件好事。一方面，随着电动汽车数量的增加，消费者对这一领域的关注度越来越高；另一方面，电动车已经从无初始要求的“占号工具”成为消费者生活中实实在在的一部分。所以，对于新生事物，消费者不仅要充分行使自己的话语权，更要用科学理性的眼光去看待。为什么冬天电池寿命会降低？为什么冬天电池寿命会大大降低，和电动车本身的属性是分不开的。与传统燃油车相比，电动汽车的电子电气系统更加复杂，大部分零部件都有自己的最佳工作温度范围。比如动力电池作为决定续航能力的关键，对温度高度敏感，高效工作温度为10-30℃。在高温或低温环境下需要调节电池组的温度，需要为电池组提供或带走一定的热量。

不同温度条件下电池性能的变化曲线从上面的测试数据图可以看出，当气温为-20℃时，动力电池的输出功率下降明显，仅为标称值的60%左右(这里所说的电池输出功率下降定义为极寒天气)，可见温度对动力电池输出功率的影响非常显著。同时，由于低温下锂离子电池内阻增大，活性降低，充放电功率也明显下降(如与-25℃和5℃相比，充电容量下降80%以上，放电容量下降85%以上)。而且低温充电时容易发生负极锂析出，严重影响电池的寿命和安全。因此，为了保护电池，BMS控制策略会严格限制电池在低温下的工作边界，导致车辆低温性能明显缩水。不仅如此，冬季使用空调还需要消耗相当多的电力，导致能耗快速增加。一辆功率超过35kWh的电动车，一般空调的能耗占20%左右。所以低温下动力电池的输出能量会大大降低，同时空调等取暖设备的使用也会增加，断电速度自然会进一步加快。

此外，消费者冬季的驾驶习惯也会影响车辆的能耗。冬天的凌晨，整个电动车处于低温状态。驾驶初期，消费者满负荷运行时，如电瓶加热、空调加热、大灯、加热座椅等。，一段时间内耗电量会增加，直接体现在续航里程的迅速缩短。汽车行驶一段时间后，耗电量会趋于稳定。此外，由于消费者习惯驾驶电动车，尚未形成操作油门踏板的习惯，电机的扭矩响应时间远快于燃油车驾驶员的预期，往往会导致突然加速，也会相应增加车辆的功耗。为什么消费者对停电的感受如此强烈？事实上，冬季车辆能耗增加并不是电动车的“专利”。燃油车停放一夜，油耗会随着发动机温度(包括机油温度)的降低而增加。比如冬天早晨，车辆开始行驶到3公里左右，发动机水温还没有达到正常温度，油耗就会明显增加。为了保护发动机，冬季加油车要先通电再点火，让机油预热润滑后才能启动。往往正常行驶4公里后车内空调会明显升温，驾驶体验会恢复正常。但由于燃油车和电动车计算和显示能量的逻辑不同，车主的感受并不明显。目前……，中国工业和信息化部在测试纯电动汽车综合里程时采用NEDC测试标准。该标准包括四个市区循环和一个郊区循环(模拟)，其中市区循环的速度较低，郊区循环的速度较高。应该注意的是，在NEDC测试期间，所有剩余的负载(空调、前灯、加热座椅等)。)将被关闭。所以实测数据和实际道路使用会有很大差距。即使是相对更可靠的WLTP(全球轻型汽车测试循环)测试，这样的差距依然存在。根据某检测机构的数据，日叶在-7℃时，百公里WLTC功耗为31kwh/100km，当温度上升到23℃时，该值变为17.5kwh/100km，当温度达到35℃时，该值又下降到20.1kwh/100km。所以可以看出，在寒冷的冬天开启负载时，负载(空调、大灯、加热座椅等)的影响。)以及动力电池本身的化学特性、整车的设计以及消费者的习惯，确实会导致实际续航里程与标注续航里程差距较大。这也是消费者对电动车冬季续航里程的变化比燃油车更敏感的主要原因。再加上充电的便捷性和及时性是目前加油无法比拟的，所以冬季电动车续航时间缩水的抱怨才会如此明显。积极寻找解决方案毫无疑问，如何解决冬季续航问题，是决定新能源市场能否进一步渗透的关键。目前，整车、电池企业和高校都在积极寻找解决方案。以近几年流行的热泵空调为例，这是车企为提高热效率，增加冬季续航能力而采取的手段之一。热泵作为一种高效的加热手段，可以像“热泵”一样，通过蒸汽压缩循环将外界热量移入目标环境。这一技术在家用空调中的应用由来已久，目前技术已经相当成熟。在纯电动汽车中，由于电机产生的热量太小，无法满足制热需求，如果采用热泵制热技术，可以有效解决冬季的制热问题。从下图中不难看出，近年来，搭载热泵空调系统的纯电动汽车逐渐增多，热泵已经成为电动汽车空调行业下一步的发展趋势。

当然，这只是锦上添花的有效方式。要从根本上解决问题，离不开动力电池层面的技术创新和研发。据了解，当代安培科技有限公司提出了一种电池内部快速自加热技术。主要原理是用大电流脉冲对电池进行充放电，利用电池本身的内阻对电池进行加热，通过调节脉冲占空比来调节加热电流。该方案几乎不增加成本，可在15分钟内将电池组从-25℃加热到5℃，容量损失6%，放电容量7次，充电容量5次。与其他加热方案相比，该方案综合性能最好，对电池寿命几乎没有影响。目前，该方案已完成电池模块和电池组级的功能测试，正在进行产业化设计和推广。预计今年将实现实际装载应用。总结:其实回顾燃油车的发展历史可以发现，虽然蒸汽机早在18世纪就被发明了，但是直到1885年卡尔·本茨才造出了单缸汽油发动机。随后随着多家汽车公司的成立，燃油车在技术和工艺制造方面开始快速发展，最终进入繁荣稳定期。这个时期经历了一个多世纪。因此，作为汽车发展史上的新生事物，新能源汽车在中国10年左右的发展过程中仍然有问题需要处理，也就不足为奇了。借用一句熟悉的话来形容……cribe现阶段的问题是:消费者日益增长的美好出行需求与相关技术和设施发展不平衡、不充分之间的矛盾。对于行业来说，显然充分认识到了问题所在，而对于消费者来说，用更加理性的眼光看待这种情况就显得尤为关键。相比燃油车技术原有的迭代速度，新能源汽车的核心技术发展步伐提高了数倍。我们有理由相信，这个新市场真的正以超乎我们想象的速度向消费者走来。

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