凛冬已至,电动车们又凉了

编者按:相信不少拥有电动车的朋友,都非常喜欢它安安静静就能把传统燃油车秒了的特质,但一到冬天就恨不得给它带个移动电源,或者如果你恰巧资金雄厚还拥有一辆燃油车,冬天想让电动车冬眠的心都有了,尤其是深处北方的朋友,肯定对于冬天电动车续航衰减感知更强,而在对面的北美大陆上,电动车车主们要在冬天面临同样的问题。


外媒 Recurrent 最近就做了一项测试,想看看北美那些畅销的电动车在冬季的生存现状如何,他们测试了 14 款主流的电动车,并且详细的计算了在冬季电量衰减的百分比,不过目的不是为了看哪辆车受影响最大或者最小,而是和大家一起看看冬季对电动车的影响有多大。

电动车在低温下续航里程会打折吗?先说结论,是的,而且有些电动车在冰冻条件下可能会损失高达 35% 的续航里程。

所有电动车都不可避免的在寒冷天气状况下,都会遇到一定程度的续航里程损失。而且对于身处寒冷冬季气候(如美国北部)的电动车车主们来说,每年到这几个月的时候就必须调整日常驾驶和充电习惯了。

这当然是坏消息。不过好消息是,电动车这种历程的损失是暂时性的,不会对电动车的电池造成长期损害。随着天气变暖,车辆充满电后的预期续航里程也会逐渐恢复正常。

为什么低温会影响电动车的续航里程?

冬季续航里程之所以会打折扣,有两个主要的影响因素,一个是化学原理,一个是机械结构:

电池中的化学和物理反应在低温下会失去活力,电解液变粘稠,这时候负责放电的锂离子就难以穿过,那么放电效果就会「大打折扣」,而同时锂离子的活性也会降低,你可以理解为它「懒得动」了。而这就会导致电动车的功率降低。

和传统燃油车相比,电动车如果想要制热,需要自己制造热量。 虽然内燃机相比电机效率要低很多,但内燃气产生的非用于带动车辆前进的能量都变成了「废热」,也可以理解为损失的能力,这些能量在冬天就可以用来当暖风使用。而电动车的电机非常高效,但却不会产生那么多的热量,这也就意味着,冬天电动车吹的暖风,热量都来自于电池本身,车内空调的加热都需要从电池中汲取能量,这也一定程度上减少了电池的续航能力

为了更真实的测试电动车冬季续航打折扣的问题,Recurrent 对比了十四辆电动的冬季续航数据。这其中包括福特野马 Mach-E、日产聆风、所有特斯拉车型和大众 ID.4,Recurrent 表示这些经过验证的冬季续航里程反映了各种驾驶员在各种用例下的平均续航数据。

电动汽车以截然不同的方式应对冬季

下面这张图表就是北美市场现在最为流行的 14 款电动车,它汇总了来自美国各地 Recurrent 社区的 7,000 辆汽车的汇总和匿名数据,以及来自提供能源使用数据的车载设备的数万个数据点,并显示不同驾驶条件下的续航里程损失。

Recurrent 表示,经过验证的冬季里程数据包括所有现实世界的变量,例如一些不平坦的地形、不断变化的行驶速度,以及电池本身的老化等,不过一定程度上还是反映出了用户在冬季驾驶电动车的续航平均数据。

预估的冬季续航里程基于车载远程信息处理系统,并反映了原始设备制造商专有的续航里程计算和软件。经过验证的冬季范围基于原始的 Recurrent 研究,结合了车载设备和提供超过 35,000 个数据点的实时使用数据。

奥迪 e-tron

e-tron 作为奥迪的第一款电动车,它几乎配备了所有奥迪用户所期望的超高机械素质和性能。不过尽管它有许多舒适和豪华的功能,但相对于它的车身尺寸来说,它搭载的电池续航里程就比较一般了。自 e-tron 于 2019 年发布以来,寒冷天气对电动车的影响大家肯定也都了解了,对于 e-tron 的影响也不例外,不过奥迪采取了额外措施以在寒冷条件下保持续航里程。

e-tron 内置了一个热泵,可以在不耗尽电池电量的情况下提升车内温度,并且可以从电机中回收高达 3KW 的废热。 具有节能功能的加热座椅也是标准配置,而且在极端的温度下,远程信息处理系统会通知驾驶员车辆的性能状况,从而合理使用电量。

在 2021 年之前,e-tron 配备了可选的应对寒冷天气套件,包括自适应挡风玻璃刮水器、加热清洗喷嘴、后排加热座椅和电池预调节加热器。从 2021 年开始,这些冬季套件就停产了,但加热座椅、四分区空调和加热方向盘现在都是标准配置。预调节功能也是标准配置,但车主们表示,要使用墙上电源而不是电池电源加热电池,必须使用 MyAudi 应用程序而不是直接在车内进行设置。

宝马 i3

BMW i3 听起来不像是个能在大冬天自由穿梭的车,因为它实际上是一款小型后轮驱动掀背车,尺寸很小,这也就意味着它的电池也不大。

根据表格中的结果显示,这辆 i3 显然在寒冷的温度下有着明显的续航损失。不过在美国市场,许多 i3 型号都配备了热泵,有些还配备了增程器,这两者都有助于保持低温环境下的续航里程。

雪佛兰 Bolt

雪佛兰 Bolt 是北美市场非常受欢迎的车型之一,虽然使用的电池容量不算太大,续航能力也算够用。而且 Bolt 没有很多花哨的东西,属于比较经济使用的那种,这也是为什么在 Recurrent 的社区中比较受欢迎的原因 。

在 Recurrent 的调查中,Bolt 的用户表示,这辆车的续航里程长短受对外部温度影响非常明显,即使在适中的温度条件下,续航里程也会有些打折扣。不过 250 英里(约合 400 公里)的额定续航里程意味着对于大多数日常驾驶情况来说,即使实际续航里程减少也没有严重的问题。Recurrent 的社区中有位来自阿拉斯加的车主说,Bolt 在-40 华氏度的温度下可能会失去一半的续航里程,不过这是极个别的极端案例。

下图是汇总了 1200 多辆雪佛兰 Bolt 的数据,作为白天温度函数的续航里程估算值。你可以看到,虽然范围估计值也会随着热量的增加而下降,但是下降的非常有限,对低温的敏感度要高得多。

Bolt 在用户手册中建议车主在极冷或极热时让汽车接通电源(当然,这么做会使电池的最大电量减少),这样热管理系统就不会耗尽电池。在相对没那么极端的冬天,Bolt 的热管理系统不会在汽车熄火时启动,让电池冷却到 30 度左右,只有在汽车启动时才会加热。

雪佛兰 Volt

雪佛兰 Volt 是另一辆在北美非常受欢迎的车型,自 2011 年上市以来,尽管在 2019 年停产,但它仍然是最受欢迎的五款二手电动汽车之一。在 Volt 上市之初,通用汽车就表示 Volt 的整车设计就考虑到了冬季的天气问题,即使在寒冷的天气也能确保无油驾驶的系统。在寒冷环境下驾驶插电式混合动力车的好处是发动机可以在电动和燃烧之间循环,因为内燃机会产生「废热」,可以用来加热电池和驾驶室。

注意:该图表不包括 16.0 kWh 电池,与 16.5 和 17.1 kWh 线类似。

Volt 在北美市场算是比较早就支持远程控制的车型,它允许车主使用手机应用开启远程加热功能。而且支持在车辆充电时开启远程加热功能,这样就可以从电网而不是车辆电池获取加热所需的电力。由于加热车内比保持恒定温度需要更多的能量,这无疑有助于 Volt 在寒冷的天气中保持续航里程。Volt 还配备了加热座椅,这是一种很好的低能耗选择,可以让驾驶员和前座乘客保持温暖。

最后,Volt 利用内燃机在足够冷的时候收集热量。正如通用汽车解释的那样,「在低于冰点的温度下,发动机将周期性地启动和关闭,加热冷却剂以产生热能储存器,然后用于加热车厢内的空气。与从电池获取能量相比,以这种方式使用发动机热量可以更快地为车窗除霜和加热后座。」

福特 Mustang Mach-E

野马 Mach-E 于 2021 年发布,当然主要是因为它的野马 Logo。不过它在冬季的表现并不是很好,即便它配备也配备了远程控制功能,比如远程启动和车内空气加热等等。

然而,福特并没有给「电马」配置热泵,所有供暖供暖都是通过电加热,而这对冬季本身就大打折扣的续航里程又有很大影响,因为必须电池中汲取能量来产生热量。

在下图中,虚线表示 35,000 个数据点的真实里程范围。实线表示在仪表板上和通过远程控制看到的表显里程范围。福特的表显续航在许多温度下都非常接近实际的续航里程。

在操控方面,许多车主表示「电马」在冰雪路面上的操控性很好,但建议在极寒地区的用户,还是选择四驱版本比较稳妥。

现代 Kona

现代的 Kona 也算是北美市场知名的小型 SUV,除了有电动版,它也有燃油版。它在 Recurrent 社区中是一种不太常见的车辆,大约有 100 个活跃用户。总的来说,Kona EV 在冬天表现良好——它的续航里程没有大幅的衰减,即使有一些损失也在可接受的范围内,而且前轮驱动电机可以轻松地在冰雪中行驶。

加拿大和欧洲版的 Kona 也配备了热泵,但美国车型要到 2023 年的版本才会配备热泵。从今年的车型开始,换代后的 SEL 和 Limited 型号都配备了热泵,可以看看这个改变对冬季的续航会有什么影响。2020 年,部分美国市场提供了一个可选的电池加热器,以帮助在寒冷中充电,以及一个「舒适和方便」包,以帮助减轻冬季续航里程的损失。这似乎也包含在 2023 车型年的 SEL 和 Limited 内饰中。不过,据我们目前所知,电池加热器仅在汽车启动时工作,因此仅将其插上电源不足以对电池进行预处理。

捷豹 I-PACE

捷豹 I-PACE 是这份名单上为数不多的豪华车之一,除了独特的风格和设计外,它还以拥有大容量但效率非常低的电池而闻名。为什么 I-PACE 电池每千瓦时只能跑那么几英里,这一直是大家争论的对象。

尽管图表中有明显的曲率,但 I-PACE 在寒冷天气下仅损失了大约 10 英里的续航里程——当温度接近冰点时,仅损失了总续航里程的 5% 左右。这是因为 I-PACE 使用热泵来控制车厢温度,而不是高压电池。

I-PACE 还拥有先进的热管理系统,可在需要时从电机中提取废热以加热电池或车厢,从而有助于保持续航里程。

日产 LEAF

日产的聆风也算是最早的电动车之一,而且价格实惠。不幸的是,它也因在极热和极冷环境下表现不佳而声名狼藉,这可能是因为日产选择了被动式电池热管理系统。

以下是日产给车主们关于低温驾驶的一些提示:

  • 再生制动受到限制,因为电池无法快速充电。
  • 室外越冷,Nissan LEAF 电池可容纳的电量就越少。
  • 日产不建议将锂离子电池存放在-13F 以下超过 7 天。这可能会冻结电池。但是,2018 年 LEAF 手册建议不要让它低于-1F。
  • 电池加热器(如果配备)在电池温度为-1F 时打开,并在达到 14F 后关闭。
  • 如果 LEAF 配备了电池加热器,则它不会在低于 15% 的充电状态下运行,并且充电线与车辆断开连接。

特斯拉 Model 3

特斯拉在冬季场景下以两件事而闻名:一是拥有一个非常主动的热管理系统,可以在高温和低温下启动,并严格控制驾驶员看到的车载续航里程预估值。如下图所示,在 Model 3 仪表板数据中,冷热条件下的可用续航里程几乎没有变化。

你可以说特斯拉这种做法「机智」的给车主带来了「一致」的体验。但实际上,在冬季低温的状态下,续航里程依然还是会缩短的。

Recurrent 在 Tesla 的实测数据中观察到的真实的里程变化。下面的虚线显示了从表显设备和能源使用情况观察到的范围。这表明冬季续航里程下降幅度更大,尽管特斯拉的热管理在控制寒冷天气续航里程损失方面仍然表现出色。

特斯拉还将在冬季限制动能回收,以保护电池在寒冷时免受破坏性充电。一旦汽车启动预热,再生制动就会恢复。同样,冬季在超级充电站给特斯拉充电会很慢,直到电池变热,所以特斯拉建议等车主先开一段时间再进行充电。

根据挪威汽车联合会 2020 年的测试,特斯拉 Model 3 的续航里程减少了 34%。测试条件仅显示观察到的冬季续航里程的一个数据点,并且被测试的 Model 3 不包括现在标配的热泵。

特斯拉 Model Y

众所周知,Model 3 加热系统仅使用电机的废热来加热电池本身,而 Model Y 使用更复杂的热泵系统来帮助调节温度,而无需使用高压电池。获得专利的 Model Y 加热系统暗示「共有 12 种加热模式和 3 种冷却模式。该系统甚至使用电池的热质量来储存热量。然后,当消耗存储在电池组中的热能时,电池可以用作热源。」

如果这个热力学细节听起来很有趣,我们建议阅读更多有关 Model Y 如何改变 EV 加热游戏的信息。请记住,您可以通过对汽车进行预处理并保守地使用座舱加热器来真正利用 Model Y 的加热效率。

特斯拉 Model S

特斯拉 Model S 是特斯拉最初投放到消费市场的车型,在 Roadster 的流行使特斯拉家喻户晓之后于 2012 年发布。虽然它们通常被认为是更高端的车型,而不是价格更适中的 Model 3 和 Y,但 S 最初并没有配备上面讨论的复杂的冬季天气工程。然而,从去年冬天开始,所有新型号都配备了热泵空调

请注意,在我们的已验证冬季续航里程数据中,我们包括未配备热泵的旧型号,这可能会降低整个冬季续航里程。

特斯拉 Model X

Model X 是一款建立在 Model S 平台上的 SUV,自 2016 年上市以来一直销售至今。Model X 和 Model S 都提供了可选的冬季天气包,其中包括以下可选的配置:

  • 后排座椅加热
  • 方向盘加热
  • 清洗器喷嘴加热
  • 挡风玻璃雨刮器加热
  • 后视镜加热
  • 相机加热

所有这些功能都有助于减少对能源密集型车厢供暖以及必要汽车部件对于除霜的依赖。当然,设置车辆的出发时间以及对汽车和电池进行预处理也很容易。而且,后续的 Model X 车型也配备了热泵。

在下面的里程变化曲线中,图表左侧数据中的凸起表示数据异常,75D 版的 Model X 在零度以下的环境里续航衰减的更多。

大众 e-Golf

e-Golf 是备受北美用户喜爱的高尔夫的电气化版本。大众的车主表示,e-Golf 在冰天雪地驾驶时具有良好的牵引力和操控性,但那些仅使用电阻加热的车主确实会抱怨冬季里程会大幅下降。大众汽车也建议车主们使用可选装的加热座椅,并通过设置出发时间远程预调节车厢。在加拿大市场,e-golf 提供包括加热后视镜和挡风玻璃在内的寒冷天气套件。

在美国市场,热泵要在一些高级装饰选项中进行购买,北部地区的车主最好选装。大众警告不要将电动高尔夫在低于-13F(-25 °)的温度下停放太长时间,以免电池被冻上。 由于整体电池容量较小 ( 24-35 kWh ),大众也建议在低温到来前对车辆进行预处理,比如远程加热等等。

大众 ID.4

大众 ID.4 也是北美市场电动汽车领域的新宠之一。它配备全轮驱动选项、方向盘加热和前排座椅加热以及远程控制。在全轮驱动配置中,汽车还配备了挡风玻璃加热。然而,在这两种配置中,空调加热都是电阻式的,并没有使用热泵,因此它确实会更加耗电

冬季续航小贴士(北美版)

  • 大多数带有连接服务应用程序的电动车都提供远程控制,让用户可以在实际上车之前通过手机预热电池和车厢。
  • 预留更长的充电时间。为了保护高压电池,许多汽车会限制电池冷态时的充电电压,当电池温度足够高可以安全地充满电时,热管理系统通常会解除电压限制。
  • 充电前预热电池。如果车辆有电池预调节功能(通常是「冬季天气」包的一部分),请在充电前将电池置于室温。或者,在用车后立即充电,确保电池达到一个合适的温度。
  • 使用座椅热,而不仅仅是空调加热。因为这些功能可以使用更少的电量,而且可以保证人们体感的温暖,而不是仅仅让空气变热。
  • 在冬季驾驶时可以关闭动能回收系统,因为道路可能结冰或寒冷,在这种情况下,还是直接踩刹车更保险一些。而且低温状态下,动能回收也会受到电池管理系统的限制,因为低温下的电池充电速度会明显降低。
  • 如果你是特斯拉车主,记得到家就给插上电源,车辆可以从充电桩汲取能量来保证温度,而不是直接使用电池。

原创文章,作者:超级充电站,如若转载,请注明出处:https://www.cydao.com/12282.html

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